研究人员在光的量子干涉中发现新的多光子效应
发布时间：2024-01-24 02:00:07 阅读数： 132
热态和预示参数单光子态之间的量子干涉的艺术表现。来源:IOP
来自德国汉诺威莱布尼茨大学(Leibniz University Hannover)和英国格拉斯哥斯特拉斯克莱德大学(University of Strathclyde in Glasgow)的一个国际研究小组已经推翻了先前关于多光子成分在热场(例如，阳光)和参数单光子(在非线性晶体中产生)的干涉效应中的影响的假设。《物理评论快报》杂志发表了该团队的研究成果。“我们通过实验证明，热光和参数单光子之间的干涉效应也会导致背景场的量子干涉。因此，不能简单地忽略背景并从计算中减去，就像到目前为止的情况一样，”汉诺威莱布尼茨大学光子学研究所所长兼凤凰卓越集群董事会成员Michael Kues教授说。
首席科学家是博士生Anahita Khodadad Kashi，她在光子学研究所从事光子量子信息处理的研究。她研究了所谓的Hong-Ou-Mandel效应(一种量子干涉效应)的可见性如何受到多光子污染的影响。Khodadad Kashi说:“通过我们的实验，我们已经推翻了先前的有效假设，即多光子成分只会损害可见性，因此可以在计算中减去。”“我们发现了一个新的基本特征，这是以前的计算中没有考虑到的。我们的新模型可以预测量子干涉，我们可以在实验中测量这种效应。"
新知识是如何产生的
科学家们在激光实验室进行实验时偶然发现了他们的发现。他们最初按照原来的计算方法得到了一个否定的结果。Khodadad Kashi说:“但是结果在物理上是不可能的。”团队一起开始排除实验装置和计算模型的故障。
“当实验结果与预期大相径庭时，科学家们开始质疑之前的假设，并寻找新的解释，”Kues说。他们共同发展了用参数单光子热场量子干涉的新理论。格拉斯哥斯特拉斯克莱德大学的量子研究员Lucia Caspani是第一个测试这种方法的人。下一步，Khodadad Kashi在国际会议上展示了她的理论和实验结果，包括旧金山的西部光子学会议。在那里，她与其他科学家讨论了她的模型，并得到了她的结果的确认。通过新的理论和实验验证，Kues的团队为更好地理解量子现象做出了重要贡献。Khodadad Kashi说:“这些发现可能对量子密钥分发很重要，这对于未来的安全通信是必要的，特别是如何解释量子干扰效应以生成密钥。”然而，许多问题仍未得到解答，Kues说。“对多光子效应的研究很少，所以还有很多工作要做。”
