利用单光子量子干涉实验验证泡利自旋算符的对易关系

我们报告了利用单光子偏振态的量子干涉对泡利自旋算符对易关系的实验验证。通过将量子操作$\sigma_z \sigma_x$和$\sigma_x \sigma_z$叠加到单光子偏振态上，我们实验实现了对易子$[\sigma_{z}, \sigma_{x}]$和反对易子$\{\sigma_{z}, \sigma_{x}\}$，并证明了$\sigma_z \sigma_x$与$\sigma_x \sigma_z$操作之间的相对相位因子为$\pi$。对应于对易子$[\sigma_{z}, \sigma_{x}]=k\sigma_y$的实验量子操作显示出与理想$\sigma_y$操作相比0.94的过程保真度，且$|k|$被确定为$2.12\pm0.18$。