具有超长相干时间的单光子的量子与经典双光子干涉

双光子干涉（TPI）是量子光学中的一个基本现象，在量子信息科学与技术中发挥着至关重要的作用。TPI 通常被视为一种量子干涉，其 TPI 可见度和拍频可见度的上限均为 $100\%$，而与之对应的经典干涉的最大可见度为 $50\%$。然而，情况并非总是如此。在此，我们报告了同时观察到具有超长相干时间的单光子的量子与经典 TPI，其相干时间比光子关联时间长五个数量级。我们观察到 $94.3\%\pm 0.2\%$ 的 TPI 可见度，但拍频可见度为 $50\%$。除了由单光子统计导致的中心反聚束谷外，我们还在不可区分光子的互相关曲线中观察到两个聚束侧峰。使用经典波叠加理论或量子场方法，我们推导出了相同的互相关函数表达式，很好地重现并解释了实验。我们得出结论，单光子流的量子 TPI 等同于经典 TPI，两者都是在光子相干时间尺度上发生的二阶干涉所产生的四阶干涉。