基于损耗的马赫 - 曾德尔干涉仪波粒二象性检验

本文在实验和理论上研究了马赫 - 曾德尔干涉仪 (MZI) 中存在损耗时的光子波粒二象性。实验采用标准的 MZI，连续调节分束器或合束器。损耗被刻意引入 MZI 内部（分束器与合束器之间的两臂）或 MZI 外部（合束器之后）。证明表明，非平衡损耗对可预测性 $P$（粒子性）和可见度 $V$（波动性）有重大影响。对于前者，二象性不等式成立；而对于后者，二象性不等式被“违背”，我们得到 $P^2+V^2>1$。原则上，通过交换两条路径和探测器并对结果取平均，可以消除这种“违背”。观测结果在理论上得到了精确解释。实验使用的是相干光束而非单光子，我们证明了它们在 MZI 二象性实验中是完全等效的。