具有多个部分不可区分光子的量子分束器：多光子干涉与渐近经典对应

我们在 $n$ 个部分不可区分光子的 $n \rightarrow \infty$ 极限下，对量子双端口干涉仪进行了渐近分析。利用端口与内模式自由度之间的酉-酉对偶性，输出端口计数的概率分布可被分解为来自独立信道的贡献之和，每个信道对应于 $SU(2)$ 的一个 spin-$j$ 表示，且在此语境下对应于该信道中 $2 j$ 个有效不可区分的光子。我们的主要结果是，渐近输出分布由围绕某一特定 $j^*$ 的 $O(\sqrt{n})$ 个信道所主导，其中 $j^*$ 取决于不可区分性的程度。该渐近形式本质上是由 $2 j^*$ 个不可区分光子所产生的分布的双峰半经典包络，并再现了相应的经典强度分布。