实验量子光学核心科学概念的数字化发现

纠缠是从量子通信到量子增强测量与计算等量子技术的关键资源。由于多粒子干涉的反直觉行为以及极其庞大的组合搜索空间，为这些任务寻找实验装置对人类科学家而言是一项概念性挑战。近来，人工发现开辟了新可能，其中人工智能提出用于创建和操控高维多粒子纠缠的实验装置。尽管数字化发现的实验超越了人类专家所构想的内容，一个关键目标是理解使这些新的有用实验蓝图成为可能的底层概念。在此，我们提出 Halo（基于线性光学的超边组装），一种具有惊人性质的新型多光子量子干涉。Halo 被我们的数字化发现框架用来解决先前开放的问题。我们——本次合作中的人类部分——随后能够概念化计算机发现背后的思想，并将其描述为有效的概率性多光子发射器。我们随后展示了其作为用于高度纠缠态、量子网络中的通信以及光子量子门的新实验核心的有用性。我们的手稿有两个结论。首先，我们引入并解释了一种新的实际有用的多光子干涉现象的物理学，其可在诸如集成光子电路等先进装置中轻易实现。其次，我们的手稿展示了人工智能如何充当灵感来源，以在物理学中发现新的可操作概念的科学发现。