8.4公里城市大气中的单光子干涉：面向曲时空量子效应测试

量子力学和相对论理论的出现显著改变了我们对自然世界的理解。然而，这两者的集成面临巨大挑战，二者的相互作用尚未被实验证实。最近的理论研究表明，覆盖大范围空间的单光子干涉可有效探测量子力学与相对论之间的界面。我们发展了一种采用不平衡米德森赫斯德尔干涉仪的替代方案，以此目的，并在8.4公里的自由空间链路上验证了其可行性。使用基于量子点阵列的高亮度单光子源，我们展示了在这一长距离基线上的单光子干涉。我们实现了16.2 mrad的相位测量精度，满足通过五个标准偏差测试geosynchronous轨道引力红移的测量要求。我们的结果确认了单光子版Colella-Overhauser-Werner实验在测试曲时空中的量子效应方面的可行性。