中文

拓展洪-欧-曼德尔效应:非经典性的力量

量子物理 2024-08-07 v2

摘要

我们表明,光的非经典态的奇偶性(偶性或奇性)对平衡分束器处的干涉效应具有主导性影响,而与最初占据另一输入模式的状态无关。具体而言,非经典态的奇偶性引起破坏性干涉效应,导致输出联合光子数分布中出现深谷,其中洪-欧-曼德尔(HOM)效应是一种极限情况。即使是单个光子也能控制由任意场(无论是相干场还是甚至有噪声的热场)照明的分束器的输出,这种反直觉的影响展示了非经典性的非凡力量。导致 50/50 分束器无符合计数的量子振幅完全破坏性干涉的典型例子是著名的 HOM 效应,其特征是每个输出光束中检测到单光子的联合概率消失。我们表明,这是更一般输入态的极限情况,基于此 50/50 分束器可产生量子振幅的完全或近乎完全的破坏性干涉。对于任意值 n>0 的奇数光子数输入 Fock 态,我们表明当在每个输出光束中检测到相同光子数时,联合光子数概率消失。我们考察了 n = 1、2 和 3 的光子数态与 CV 态(如任意振幅的相干态和热态)的混合。这些消失的联合概率形成了我们所称的中心节点线——代表量子振幅完全破坏性干涉的一组连续零点。对于 n>1 的奇数或偶数光子数 Fock 态,将存在额外的离伪节点曲线,沿这些曲线联合光子数概率为零或接近零,构成近乎但不完全的破坏性干涉。

关键词

引用

@article{arxiv.2110.02089,
  title  = {Extending the Hong-Ou-Mandel Effect: the power of nonclassicality},
  author = {Paul M. Alsing and Richard J. Birrittella and Christopher C. Gerry and Jihane Mimih and Peter L. Knight},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2110.02089},
  year   = {2024}
}

备注

27 pages, 13 figures; v2: minor editorial fixes (minor notational corrections in Appendix D), additional clarification comments at end of Appendix A