Complementarity between bosonic and fermionic many-body interferences with partially distinguishable particles
Université libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）；International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL)（伊比利亚纳米技术国际实验室）；Télécom SudParis, Institut Polytechnique de Paris（巴黎理工学院南方电信学院）
研究探讨了在部分可区分粒子存在下，玻色子与费米子干涉的互补性，建立了多体干涉的数学关系，并揭示了其在量子计量中的操作影响。
2026-04-25 quant-ph
A cold atom temporally multiplexed quantum memory with cavity-enhanced noise suppression
未来的量子中继器架构能够在大距离上有效地分发以光的量子态编码的信息，将受益于多路复用的光子量子存储器。在这项工作中，我们展示了一个时间复用的量子中继节点在激光冷却的$^{87}$ Rb原子云。我们采用DLCZ协议，其中光子对和单个集体自旋激发（所谓的自旋波）使用写脉冲的训练在几个时间模式中创建。为了使自旋波在不同的时间模式可区分，并使选择性读出，我们控制的失相和rephasing的自旋波的磁场梯度，这会导致一个可控的可逆非均匀加宽所涉及的原子超精细水平。我们证明，通过将原子系综嵌入低精细光学腔中，多模操作中产生的附加噪声被强烈抑制。通过采用前馈读出，我们展示了高达10个时间模式的可区分检索。对于每个模式，我们证明了第一和第二光子之间的非经典相关性。此外，我们观察到的相关光子对的速率的增强，因为我们增加了存储在存储器中的时间模式的数量。报告的能力是基于多路复用量子存储器的量子中继器架构的关键要素。
2020-03-18 quant-ph
Visibility bound caused by a distinguishable noise particle
我们研究如何“噪声”粒子的可分辨性降低了“信号”粒子的干扰。由光子量子比特的赤道状态表示的信号经由分束器上的线性耦合与由另一光子量子比特表示的噪声混合。我们报告的“信号”光子干涉的退化取决于“信号”和“噪声”光子之间的不可分割性的程度。当光子基本上完全可区分但技术上无法区分时，可见度下降到1/sqrt（2）。随着光子变得越来越不可分辨，最大可见度增加，并达到完全不可分辨光子的单位值。我们用纤维光学双光子马赫-曾德尔干涉仪对这种效应进行了实验研究。
2011-03-11 quant-ph
Many-body interference in bosonic dynamics
我们开发了一个框架，系统地研究多粒子干涉对可能相互作用的$-$玻色子系统的动力学的影响。我们考虑属于几个可区分的种类的玻色子的混合物，使我们能够调整多粒子干涉的水平，并确定相应的签名在时间依赖的期望值的观测。对这些期望值的干扰贡献可以基于干扰颗粒的数量进行分类。相互作用产生一系列额外的，高阶干扰的贡献。最后，基于部分可区分玻色子的希尔伯特空间到酉群的不可约表示的分解，我们确定了（不）可分解性的一些谱特征。
2020-10-06 quant-ph
Time and space resolved first order optical interference between distinguishable photon paths
在不同的实验条件下，不同光子之间的干涉发生并被观察到。为了获得干涉条纹的必要条件是至少存在两个可能的路径和未知的路径信息。如果光子束的频率不同，则对光源的稳定性和探测器的速度也有要求，观察到两个真正独立的连续激光源之间的一阶干涉。与预期的相反，尽管光子束是可区分的，并且每个光子束的路径是明确已知的，但仍观察到干涉。CW波列的段是用声光调制器选择的。时间和空间的干扰集成在一个单一的组合现象，通过条纹相机检测。时空干涉图中的条纹位移揭示了标记光子的轨迹。这些结果表明，在非退化频率方案，本体必须细化，必须准确地说明的路径准则。如果参考频率标记的光子，则每个光子的路径是已知的，而如果查询是根据检测到的光子来陈述的，则路径是未知的。
2020-07-27 physics.optics quant-ph
Unraveling quantum phase estimation: exploring the impact of multi-photon interference on the quantum Fisher information
本研究通过理论和实验全面表征四光子干涉，发现部分可区分的多光子态在特定相位下能比双光子实验获得更高的Fisher信息，从而提升量子计量精度。
2025-04-25 quant-ph
Interference between distinguishable photons
Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所）；College of Materials Science and Opto-Electronic Technology, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学材料科学与光电/电子信息学院）
本研究首次展示了可区分光子之间的双光子干涉，揭示了其本质为二阶干涉而非依赖于光子不可区分性，结果在量子光学和光子技术中有重要影响。
2024-05-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Sampling of partially distinguishable bosons and the relation to the multidimensional permanent
利用双侧费曼图研究了多模网络中部分可分辨玻色子的集体干涉。多体散射事件的概率变成了一个多维张量永久性，它插入可区分的粒子和相同的玻色子之间，很容易扩展到混合初始状态。由单粒子模函数的所有互标积组成的可分辨性矩阵的积，作为干涉程度的自然度量出现：它产生了部分可分辨玻色子和理想化粒子的事件概率之间差异的界限，并精确量化了玻色子聚束的程度。
2015-02-18 physics.optics quant-ph
Realization of a Decoherence-free, Optimally Distinguishable Mesoscopic Quantum Superposition
我们报道了利用高增益的量子注入光参量放大实现了M=12光子的纠缠量子叠加。发现该系统对退相干具有很高的弹性，在常温下表现出直接可访问的介观干涉效应。利用现代层析成像方法，证明了动态“封闭系统”整个介观输出态的不可分离性和量子叠加性。该装置实现了埃尔温·薛定谔在1935年的典范“猫”的辩护中所设想的条件，这是量子力学的一个基本里程碑。
2005-08-29 quant-ph
Efficient algorithm for boson sampling with partially distinguishable photons
我们演示了如何玻色子采样与光子的部分可分辨性可以表示在较少的光子的干扰。我们利用这一观察，提出了一个经典的算法来模拟玻色子采样器的输出与光子的部分可分辨性。我们发现该算法是有效的条件，这给了一个下限所需的不变性，以证明一个量子优势。在这些条件下，增加更多的光子只是多项式地增加了模拟玻色子采样实验的计算成本。
2017-07-10 quant-ph
Interference of Identical Particles from Entanglement to Boson-Sampling
在多体态的可靠制备、相干传播和有效探测方面的进展，最近使许多全同粒子的集体量子现象成为人们关注的焦点。本教程介绍了多玻色子和多费米子干涉的物理描述当前的实验和新的方法来量子计算的理解。该领域的动机是通过两个粒子的情况下，不相关的，经典动力学的可区分的粒子相比，量子行为相同的玻色子和费米子。玻色子的聚束与费米子的反聚束相反，而这两种粒子构成了两体两能级纠缠的等价源。不可区分和可区分粒子的领域通过单调过渡连接，其尺度由干涉粒子的相干长度定义。当我们转向更大的系统时，任何试图通过两粒子范式来理解许多粒子的尝试都失败了：与两粒子聚束和反聚束相反，玻色子和费米子可以表现出相同的特征，并且相干效应主导了统计行为。多玻色子干涉的模拟称为玻色子采样，与费米子相比，它的计算复杂度在质量上更高。玻色子和费米子之间的等级也是多体纠缠产生的特征，玻色子再次明显优于费米子。最后，在许多不可区分和许多可区分粒子之间的量子到经典跃迁具有非单调结构。虽然相同的物理原理支配着小型和大型系统，但集体多体干涉的内在复杂性的部署使更多的粒子行为不同。
2014-05-08 quant-ph
Analysis of photon-mediated entanglement between distinguishable matter qubits
我们从理论上评估通过干涉和探测两个发射光子来建立可区分的物质量子比特之间的远程纠缠。纠缠操作的保真度分析作为从每个量子存储器发射的光子之间的时间和频率模式匹配的函数。通过一般分析，我们定义了时间和频率模式失配绝对幅度的限制，以保持纠缠保真度大于99%，双光子探测效率大于90%。我们将我们的分析应用于几个选定的量子存储器系统。结果表明，在每个系统中，使用目前的实验技术，可以实现高的量子效率，同时保持可接受的纠缠率。因此，有可能在可区分的量子存储器之间使用双光子介导的纠缠操作来建立量子通信和分布式量子计算的网络。
2012-02-17 quant-ph
Beating the Shot-Noise Limit with Sources of Partially-Distinguishable Photons
量子精密测量承诺的高精度测量超出了任何经典技术的能力，并有可能成为不可分割的调查技术。然而，所有的传感器必须容忍的缺陷，如果他们是实用的。在这里，我们表明，光子完全重叠的模式，因此完全无法区分，不需要量子增强测量，部分可区分的光子不需要进行工程设计，以减轻可重复性的不利影响。我们量化的可分辨性对量子精密测量实验的影响，并报告实验结果，以验证包含部分可分辨光子的两光子和四光子状态可以实现量子增强的灵敏度与低可见度量子干涉。这表明产生具有混合光谱状态的光子的源可以容易地用于量子精密测量。
2016-12-30 quant-ph
Observation of two-photon interference effect with single non-photon-number resolving detector
当与单光子雪崩探测器的死时间相比，两个输入光子在时间上很好地分离时，可以用单个探测器测量多光子干涉效应。在这里，我们的实验表明，洪-欧-曼德尔干涉效应可以观察到一个单一的非光子数分辨探测器通过时间延迟符合测量连续的电信号从探测器。利用时间上分离良好的成对弱相干脉冲进行了双光子干涉实验，在弱相干光子源的有限上限范围内成功地测量出了高可见度的干涉条纹。
2017-06-12 quant-ph
Incoherent behavior of partially distinguishable photons
本文提出一个基无关框架，给出光子可区分性表现为随机误差的充要条件，引入类泡利扭曲操作定义非相干可区分性谱，并证明误差缓解策略的存在，为稳健光子协议奠定基础。
2025-09-08 quant-ph
Which role does multiphoton interference play in small phase estimation in quantum Fourier transform interferometers?
最近，量子傅里叶变换干涉仪已经被证明允许对于少量n个相同的输入单光子的相位灵敏度的量子相干增强[1-3]。然而，从实验的角度来看，探测器的多光子可分辨性可以发挥重要作用[4]。这就提出了一个基本的问题：当光子在探测器上完全可分辨，因此不干涉时，相位灵敏度是如何受到影响的？换句话说，多光子干涉在这些方案中扮演什么角色？在这里，我们表明，对于小的相位值的相位灵敏度实现在所提出的计划与不可区分的光子增强只有一个常数因子的情况下，完全可区分的光子在探测器。有趣的是，这种增强来自于总n中仅多项式数（n）的干扰！多光子路径振幅的n端口干涉仪。这些结果是独立的单光子的数量n和在每个干涉仪通道采用的相位权重因子。
2017-12-05 quant-ph
On-chip quantum information processing with distinguishable photons
多光子干涉是光子量子技术的核心。集成腔阵列可以支持具有高纯度和小占地面积的单光子的明亮源，但是从不相同腔产生的光子之间不可避免的光谱可分辨性是缩放的障碍。原则上，这个问题可以通过测量具有高时间分辨率的光子来缓解，这通过时间-能量不确定性关系来消除光谱信息。在这里，我们实验证明，检测可以实现与时间分辨率足以干涉光子失谐的规模上所需的基于腔的集成光子源。通过将系统的有效定时分辨率从200 ps增加到20 ps，我们观察到来自失谐6.8GHz的集成微环谐振器源的独立光子之间的量子干涉的可见性增加了20%。我们继续展示如何时间分辨检测非理想光子可以用来提高纠缠操作的保真度，并减轻玻色子采样实验中的计算复杂性的降低。这些结果为在不需要主动对准的情况下利用多光子源进行光子量子信息处理铺平了道路。
2022-10-18 quant-ph
Temporally multiplexed superposition states of continuous variables
研究了连续压缩光源双光子相减产生的非高斯态。在连续波方案中，人们可以用指定的时间间隔从源中减去两个光子，并且可以产生连续变量的时间复用叠加态。我们数值研究了这些状态的性质，在光的玻色干涉的时域。在一个适当的时间模式放大小猫产生的区域中的时间间隔是可比的压缩包的相关时间。
2008-04-08 quant-ph
Two-particle superposition effects in two-slit interference
纠缠可以改变多粒子系统的干涉图样。我们分析，使用路径积分的形式主义，一个新的例子多粒子干涉和一些未探索的方面，这种现象，通过考虑两个可区分的粒子在叠加态的双缝安排。纠缠的两个组成部分，多粒子项的多重性和它们的相干性，可以通过比较乘积态、混合态和叠加态的模式来分别研究。这表明在某些有利的情况下可以探测多粒子叠加。此外，对纠缠度的影响的依赖性，施密特数衡量，是不是单调的。
2022-03-21 quant-ph
Two-photon interference without bunching two photons
我们报道了一个干涉实验，其中的双光子纠缠态干涉不能用分束器上的两个光子的重叠和聚束来描述。我们还表明，双光子干涉，或光子聚束效应的分束器，不会发生，如果双光子费曼振幅是可区分的，即使个别光子重叠的分束器。因此，双光子干涉不能被看作是两个单独光子的干涉，而应该被看作是双光子或双光子自身的干涉。这些结果也可能有助于研究纠缠双量子比特系统中的退相干管理，因为我们观察到飞秒激光脉冲产生的量子比特对通过某些双折射元件后，量子干涉几乎完全恢复。
2003-04-03 quant-ph
Temporal quantum eraser: Fusion gates with distinguishable photons
本研究针对线性光学门依赖不可区分光子的难题，提出通过时间量子擦除器保障输入光子态交换对称性的方法，实现可区分光子下融合门的理想运行，验证于两类平台，为线性光学量子信息处理提供新可能。
2024-12-16 quant-ph
Purifying photon indistinguishability through quantum interference
本文实验证明利用辅助光子量子干涉和预告探测可将部分可区分的单光子纯化至接近单位不可区分性，并在低噪声和高噪声区域分别实现2.774(3)%和10.2(5)%的不可区分性提升。
2025-07-17 quant-ph
Spin-controlled generation of indistinguishable and distinguishable photons from silicon vacancy centres in silicon carbide
结合了不可区分的光子产生和基于自旋的量子信息处理的量子系统对于远程量子应用和网络至关重要。然而，在可扩展平台中识别合适的系统仍然是一个挑战。在这里，我们研究了碳化硅中的硅空位中心，并通过相干自旋操纵展示了不可区分和可区分光子的受控发射。利用强非共振激发和从超稳定零声子线光学跃迁中收集光子，我们在Hong-Ou-Mandel型实验中显示了接近90%的双光子干涉对比度。此外，我们利用系统的亲密的自旋光子的关系，自旋控制连续发射的光子的颜色和不可分辨性。我们的研究结果提供了深入了解系统的自旋-声子-光子物理，并强调了工业兼容的碳化硅平台基于测量的纠缠分布和光子簇状态生成的潜力。基于最近证明的耦合的单个核自旋的量子寄存器的额外耦合将进一步允许高级网络相关的量子信息处理，例如纠错和纠缠纯化。
2020-01-10 quant-ph
Generalized Interference of Fermions and Bosons
利用表象理论的工具，我们推导出干涉实验中部分可分辨粒子的符合率的表达式。我们的表达式对玻色子或费米子都有效，对任何数量的粒子都有效。在$n$粒子的实验中，我们导出的表达式包含整数$n$的每个分区的一项; Gamas定理用于确定这些项中的哪些项自动为零，基于粒子之间的成对可扩展性水平。大多数采样方案（如玻色子采样）仅限于完全不可区分的粒子;我们的工作有助于理解允许任意水平可分辨性的系统。作为我们工作的一个应用，我们引入了一个部分可区分费米子的采样方案，我们称之为广义费米子采样。
2022-03-11 math-ph math.MP quant-ph
Observability of relative phases of macroscopic quantum states
在一次测量之后，为了观察宏观上可区分的状态的相对相位，我们必须“撤消”一次量子测量。我们将Peres早期的模型从两态量子系统推广到N态量子系统，讨论了观测不同分支的相对相位的问题。我们导出了一个不等式，它满足的宏观可区分状态的相对相位，因此任何所需的相对相位不能观察到的干涉设置。宏观互补性原则被援引，这可能与宏观世界相适应。我们阐述了Stern-Gerlach测量中相位可观测性极限的概念，并讨论了其意义。
1998-04-08 quant-ph
Creating nonlocality using geometric phases between partially distinguishable photons
本研究提出在固定循环干涉仪中，通过改变独立输入光子的内态、借助集体N光子几何相位产生非定域性的新方案，利用动力学量子芝诺效应突破相位与干涉可见度的权衡，验证了12个及以上光子可实现非定域性。
2023-07-24 quant-ph
Transmission of a quantum state in a periodically poled nonlinear crystal
研究了周期极化非线性晶体（PPNC）中薛定谔猫（SC）态等量子态的传输特性。本文研究了在PPNC输入端的频率为$ω_{e}$和$3ω_{e}$的光波的各种初态（SC、相干态（C）和真空态（V））的组合。结果表明，利用PPNC可以实现宏观可分辨态叠加之间的透射和干涉。借助所考虑的光波的约化Wigner准概率分布函数，演示了传输和干涉过程的可视化和分析。
2010-05-03 quant-ph
Many-body quantum interference on hypercubes
在可区分粒子的范围之外，多体量子干涉以一种复杂的方式影响量子输运。然而，单粒子变换矩阵的对称性减轻了这种复杂性，甚至允许抑制定律的解析公式，该公式预测由于总的相消干涉，最终状态以消失的概率发生。在这里，我们研究了超立方体图的对称性及其推广与任意相同的子图的所有顶点。我们发现，初始的多粒子状态，这是不变的自逆对称的超立方体，导致大量的抑制的最终状态。抑制的条件仅由初始对称性决定，而抑制态的分数由初始态的独立对称性的数量给出。我们的发现揭示了对不可区分的玻色子和费米子的集合的粒子统计的新见解，并可能代表了在高维结构中实现多粒子量子协议的第一步。
2016-12-16 quant-ph
Effects of multiple pairs on visibility measurements of entangled photons generated by spontaneous parametric processes
基于自发参量过程的纠缠光子对光源在光子量子信息实验中有着广泛的应用。在本文中，我们阐明了平均光子对数与双光子干涉（TPI）可见性之间的关系。我们考虑产生可区分和不可区分的纠缠光子对的源，假设使用阈值探测器的重合测量。我们提出的公式的TPI可见性的偏振纠缠，考虑到所有的高阶多对发射事件。此外，我们表明，公式可以近似与简单的函数的平均对数时，光子收集效率是小的。因此，我们揭示了一个不可区分的纠缠对提供更好的可见性比一个可区分的。
2009-07-27 quant-ph
Demonstrating two-particle interference with a one-dimensional delta potential well
本文提出用一维 delta 势阱作为分束器构建两粒子干涉模型，从波包演化推导 Hong-Ou-Mandel 效应条件，详细对比玻色子、费米子与可区分粒子的干涉过程，为理解交换对称性提供直观的教学工具。
2024-08-29 quant-ph
Superresolution imaging of two incoherent sources via two-photon interference sampling measurements in the transverse momenta
本研究针对瑞利判据对非相干源分辨的间距限制，提出利用参考光子与非相干源光子的横向动量双光子干涉采样测量，无需额外光学元件即可实现接近终极量子精度的间距估计，为显微、天文等领域提供超分辨成像新方案。
2024-12-13 quant-ph
Multi-photon interference phenomena
在这项工作中，我证明了三个光子的干涉，一个著名的洪欧曼德尔（HOM）干涉的概括。我表明，三光子干涉是由四个参数和测量三光子干涉独立的双光子干涉。我证明，即使当光子的状态是高度可区分的，他们仍然可以表现出强的量子干涉，挑战我们的直觉形成的双缝和HOM干涉。接下来是四光子干涉的演示，令人惊讶的是，当涉及的粒子成对正交时，我们仍然可以观察到“条纹”。为了解释这些效应，我提出了一个新的框架来描述多光子干涉的图论方法，它说明了不同的多光子干涉的顺序的起源。我的工作导致了一个更一般的定义，我们认为在多光子散射的干涉条纹。多光子干涉的研究是光子学和固体物理学在拓扑光子学这一新兴领域的交叉研究。我实现了一个模拟的Jackiw-Rossi模型作为一个本地化的拓扑模式在光子晶体模拟的二维石墨烯晶格。我成功地在一个单一的这样的激发实验演示，我能够研究详细的模式结构的第一次。该模式是拓扑缺陷的结果，并且因此被保护免受不改变系统拓扑的错误。
2022-09-07 quant-ph
An Easier-To-Align Hong-Ou-Mandel Interference Demonstration
本文提出一种利用预对准商业光纤耦合分束器简化 Hong-Ou-Mandel 干涉实验对准的方法，并使用波片通过偏振态改变光子可区分性，提供了适合本科实验室的理论描述与实验指导。
2023-01-20 quant-ph
Optical interference by amplitude measurement
本文提出并验证了一种通过零差测量直接测量并相加场振幅来实现干涉的技术，即使路径可区分也能产生干涉，挑战了互补性原理，并可扩展非平衡干涉仪和遥感的应用范围。
2025-02-06 quant-ph
Temporal Distinguishability of an N-Photon State and Its Characterization by Quantum Interference
我们提出了一个多模模型来描述一个任意的N光子态，它具有宽的光谱范围和任意的时间分布。通常，一些$N$光子在时间上散开，而其他光子可能重叠并变得不可区分。从这个模型中，我们发现光子的时间（不）可分辨性与多光子波函数的交换对称性有关。我们发现，简单的多光子探测方案引起了更普遍的光子聚束效应与著名的双光子效应作为一个特殊情况。然后，我们将这个N光子态发送到最近发现的多光子干涉方案中。我们计算了多光子干涉方案的可见度，发现它与$N$光子的时间可分辨性有关。对于不可区分的N-光子状态，实现了最大可见性，而当一些光子被分离并变得可区分时，可见性降低。因此，我们可以确定一个实验上可测量的量，它可以定量地定义N光子态的不可逆性程度。这是量子干涉互补原理的一个定量证明。
2007-06-25 quant-ph
Loss-induced anomalous generalized bunching in multiphoton interference
Graduate School of Engineering Science, The University of Osaka（大阪大学工程科学研究科）；Center for Quantum Information and Quantum Biology, The University of Osaka（大阪大学量子信息与量子生物学中心）
研究多光子干涉中损耗诱导的反常广义聚束，引入条件聚束概率。双光子输入时概率单调，三光子输入在特定干涉仪中有非单调异常，证明存活条件损耗改变广义聚束层次结构。
2026-07-29 quant-ph
Simultaneous measurement of HOM-like and N00N-like two-photon wavepackets in a Mach-Zehnder interferometer
我们提出并实验证明了在马赫-曾德尔干涉仪中的双光子干涉效应，在该干涉仪中，通过在两个输入光子之间引入时间延迟来制备两种不同的双光子态。在干涉仪中，在两个不同的空间模式或相同的空间模式中，同时制备具有两个时间上分离的光子的对称叠加状态中的双光子状态。我们在一个单一的干涉装置中观察到了同时包含Hong-Ou-Mandel干涉效应和路径纠缠双光子态干涉的双光子干涉条纹。观测到的双光子干涉效应可以提供对单光子和双光子波包干涉特性的同时观测
2018-11-15 quant-ph
Two-photon interference from two blinking quantum emitters
研究了闪烁对两个独立量子发射体双光子干涉测量的影响。我们发现，闪烁显着改变统计的二阶强度关联函数g $^{(2)}(τ)$和独立的量子发射器进行双光子干涉测量的结果。我们从理论上证明，闪烁的存在下，可以通过实验从g $^{(2)}_{D}(0)=0.5$值的偏差时，可区分的光子撞击分束器。我们的研究结果表明，闪烁强加了一个强制性的交叉检查测量，以正确地估计独立的量子发射器发射的光子的不可逆性的程度。
2017-07-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
State Tomography: Hidden Differences
我们解决的问题，完全表征多粒子状态，包括损失的信息不可观察的自由度。在非经典干涉起作用的系统中，如线性光学量子门，这种信息可以通过两种方式降低干涉，通过退相干和通过区分粒子。区分信息，通常是量子光学器件的限制因素，不能正确地描述以前的状态重建技术，只考虑退相干。我们扩展了这些技术，发现一个单一的修改后的密度矩阵可以完全描述部分相干，部分可区分的状态。我们利用这一观测结果对单模光纤中的双光子偏振态进行了实验表征。
2006-12-14 quant-ph
Bunching of Bell states
两个单光子在分束器上的聚束是一种基本的量子效应，首先由Hong，Ou和Mandel观察到。这是一种独特的干涉效应，只依赖于光子的不可分辨性，而不依赖于它们的相对相位。我们通过演示两个贝尔态的聚束来概括这种效应，这两个贝尔态是由两个光子组成的非线性晶体的两个通道中产生的。当两个贝尔态不可区分时，相位不敏感的相消干涉防止了四个空间偏振模式之间的四重重合的结果。对于两个贝尔态的某些组合，我们证明了反聚束的相反效果。我们将此结果与参数下转换中可区分模式的数量相关。
2006-01-03 quant-ph
Analytic Cancellation of Interference Terms and Closed-Form 1-Mode Marginals in Canonical Boson Sampling
Independent Researcher, Scarsdale, NY 10533, USA
本研究通过物理推导解析 canonical boson sampling 中的干涉项，获得闭式 1 模边缘分布，并提供一种高效区分量子干涉与经典模型的度量标准。
2026-03-01 quant-ph
Four-Photon Interference with a High-Efficiency Quantum Dot Source
University of Sheffield（谢菲尔德大学）；University of Basel（巴塞尔大学）；Ruhr-Universität Bochum（波鸿鲁尔大学）
利用高效率量子点源与确定性分乘复用，实现了四光子干涉的高对比度观测，揭示了深条纹特性及在量子计量中的潜在应用。
2026-01-07 quant-ph
Discriminating distinguishability
粒子的相干性是量子技术的一个重大挑战，特别是光子学，其中Hong-Ou-Mandel（HOM）效应清楚地表明它对量子干涉是有害的。我们在第一次量子化中采用表示论方法，将粒子的希尔伯特空间分成我们控制的自由度和我们不控制的自由度，产生一个受量子信息启发的二分模型，在这个模型中，可伸缩性可以作为与粒子本身所携带的环境的相关性而出现。这清楚地表明，HOM实验是（混合）状态判别协议的一个实例，该协议可以推广到干涉仪，该干涉仪可以明确区分理想的不可区分状态和感兴趣的可区分状态，从而限制任意HOM概括多个粒子和模式的成功概率。在详细阐述了第一量子化形式主义之后，我们考虑了几种情况，并提供了九种模式中最多九个光子的分析和数值结果的组合。虽然量子傅里叶变换的特点突出，我们看到，它是次优的区分完全可区分的状态。
2018-06-04 quant-ph
Impact of Polarization Distinguishability on Coherence in QIUP
本文研究QIUP中信号光子在源处偏振可区分时，生成后光学元件无法恢复干涉，强调源处不可区分性对维持相干性的根本重要性。
2025-07-09 quant-ph
The Quantum Double Slit Experiment With Local Elements of Reality
本文用量子场论的形式对双缝实验进行了完全局域化处理。我们的论述主要是教学性质的，并证实了这样一个事实，即量子双缝干涉有一个完全局部的描述，它不受通常与波粒二象性有关的任何假定的悖论的影响。波粒二象性确实消失了，取而代之的是场的图景，在这种图景中，粒子不应被视为实在的基本元素，而只代表某些特定场组态的激发。我们的处理是一般的，可以适用于任何其他现象，涉及任何玻色子或费米子场的量子干涉，空间和时间。为了完整性，我们提出了完整的治疗单量子位干涉在相同的精神。
2021-04-22 quant-ph
First-detection-time statistics in many-body quantum transport
研究多体量子输运中重复测量下的首次探测时间统计，分析粒子干涉的影响，对比恰好与至少探测到 n 个粒子的情况，并利用谱性质解释发散现象。
2023-05-09 quant-ph
The photon, its mode function and complementarity
我们探测的互补原理进行双缝实验的基础上产生的自发参量下转换从一个泵模式在TEM 01模式的纠缠光子。我们的设置带来了需要仔细选择的信号，闲频光子对我们的可见性和可重复性的研究。事实上，当信号光子在双缝干涉属于这种双峰模式，我们获得几乎完美的干涉条纹的可见性和没有“哪条缝”的信息是可用的。然而，当我们通过探测纠缠的闲频光子来打破模式的两个最大值之间的对称性时，通过狭缝的路径变得可分辨，可见性消失。它是由检测系统选择的光子的模式函数，决定是否干涉，或“哪个狭缝”的信息在实验中是可访问的。
2018-08-06 quant-ph
Interference of Identical Particles and the Quantum Work Distribution
处于限制势中的量子力学粒子在经历远离热平衡的热力学过程时会相互干扰。通过计算多粒子本征态之间相应的跃迁概率，我们得到了量子功分布函数，对于相同的玻色子和费米子，我们与可区分粒子的情况进行了比较。我们发现玻色子和费米子的量子功分布在低温下有很大的不同，而正如预期的那样，在高温下的工作分布收敛到经典的表达。这些发现说明了两个解析可解的例子，即含时无限方阱和参量谐振子。
2014-12-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Optimal photonic indistinguishability tests in multimode networks
粒子不变性是量子统计学的核心，量子统计学调节着固体的电子能带结构、玻色-爱因斯坦凝聚和超导等基本现象。此外，在实际应用中，如线性光量子计算和模拟，特别是玻色子采样设备是必要的。因此，至关重要的是开发工具来证明多个源之间的真正多光子干涉。在这里，我们表明，所谓的西尔维斯特干涉仪是接近最佳的任务，区分可区分和不可区分的光子的行为。我们报告的第一个实现的集成西尔维斯特干涉仪与4和8模式的高效，可扩展和可靠的三维架构。我们进行双光子干涉实验，能够识别不可区分的光子行为与贝叶斯方法，使用非常小的数据集。此外，我们采用实验这种新的设备进行评估散射玻色子采样。这些结果开辟了道路西尔维斯特干涉仪的应用程序的多光子干涉实验的最佳评估。
2017-10-11 quant-ph
Multi-Photon Interference and Metrology
最近，Motes等人在Phys.Rev.Lett. 114，170802（2015）一种线性光学干涉仪，具有N个相同的单光子输入状态，作为子散粒噪声相位估计的工具，不需要NOON状态源。本文利用Tamma和Laibacher在Phys.Rev.Lett. 114，243601（2015）中所述。值得注意的是，所获得的结果表明，对于小相位，在完全可区分光子的情况下的相位灵敏度与Motes等人考虑的相同光子的情况下的相位灵敏度相同。除了与输入光子的数量N无关的常数因子之外。因此，在Motes等人提出的方案中，多光子干涉对于大量N个光子不提供任何子散粒噪声灵敏度。
2017-10-15 physics.optics quant-ph
Classical sampling from noisy Boson Sampling and the negative probabilities
本文研究含噪玻色采样经典采样中由有限阶多玻色子干涉截断引起的负概率问题，指出该问题仅在接近完全可区分玻色子的消失区域内可解，并提出基于对称群特征渐近行为的新研究方向。
2023-07-11 math-ph math.MP quant-ph
Interference of atomic levels and superfluid -- Mott insulator phase transition in a two-component Bose-Einstein condensate
研究了光晶格中双简并基态中性原子的玻色-爱因斯坦凝聚体的超流-莫特绝缘体相变。光晶格由两个反向传播的线性偏振激光束产生，偏振矢量之间的角度为$θ$（lin-角度-lin配置）。计算出了体系的相图和各参数的临界值。结果表明，失谐量的符号起着重要的作用，并有一个强烈的抑制的情况下，蓝失谐的莫特转变。改变激光强度和/或角度$θ$，人们可以操纵莫特绝缘体到超流量子相变，以及制备物理上可区分的“铁磁”和“反铁磁”超流状态的凝聚体。
2003-12-15 cond-mat quant-ph
Detectability of dissipative motion in quantum vacuum via superradiance
我们提出了一个实验产生和检测真空诱导耗散运动。共振驱动的高频机械谐振器有望通过光子发射耗散量子真空中的能量。光子被存储在一个高质量的电磁腔中，并通过它们与超冷碱金属原子的相互作用进行检测，这些原子是在超精细态的反转种群中制备的。产生的光子的超辐射放大导致可检测的射频信号在时间上与预期的背景可区分。
2007-05-20 gr-qc physics.atom-ph quant-ph
Photon Frequency Mode Matching using Acousto-Optic Frequency Beam Splitters
创建不同的固态单光子源是一项困难的工程任务，尽管如此，这些固态单光子源以相同的频率发射光子。量子点也很难产生纠缠的光子对。本着量子工程的精神，我们提出了一种简单的光学电路，在适当的情况下，可以使频率可区分的光子频率不可区分。我们的电路可以为这两个问题提供下游解决方案，为物理机制之间允许的频率失配打开一个大窗口。使用的唯一组件是光谱分析仪/棱镜和声光调制器。我们还注意到，声光调制器可以用来获得Hong-Ou-Mandel双光子干涉效应从不同的源产生的频率可区分的光子。
2005-09-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
