論文の概要: Quantum and Classical Two-photon Interference of Single Photons with Ultralong Coherence Time
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.05158v1
- Date: Mon, 8 Apr 2024 02:51:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-09 15:43:25.309644
- Title: Quantum and Classical Two-photon Interference of Single Photons with Ultralong Coherence Time
- Title（参考訳）: 超長いコヒーレンス時間を持つ単一光子の量子及び古典的2光子干渉
- Authors: Manman Wang, Yanfeng Li, Hanqing Liu, Haiqiao Ni, Zhichuan Niu, Xiaogang Wei, Renfu Yang, Chengyong Hu,
- Abstract要約: 2光子干渉(TPI)は量子光学における基本的な現象である。
超長いコヒーレンス時間を持つ単一光子の量子及び古典的TPIの同時観測を報告する。
単一光子の列を持つ量子TPIは古典的TPIと同値である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5731567415912666
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Two-photon interference (TPI) is a fundamental phenomenon in quantum optics and plays a crucial role in quantum information science and technology. TPI is commonly considered as quantum interference with an upper bound of $100\%$ for both the TPI visibility and the beat visibility in contrast to its classical counterpart with a maximum visibility of $50\%$. However, this is not always the case. Here we report a simultaneous observation of quantum and classical TPI of single photons with ultralong coherence time which is longer than the photon correlation time by five orders of magnitude. We observe a TPI visibility of $94.3\%\pm 0.2\%$ but a beat visibility of $50\%$. Besides an anti-bunching central dip due to single-photon statistics, we observe two bunching side peaks in cross-correlation curves for indistinguishable photons. Using either classical wave superposition theory or quantum field approach, we derive the same expressions for the cross-correlation functions which reproduce and explain the experiments well. We conclude that quantum TPI with a stream of single photons is equivalent to classical TPI, both of which are the fourth-order interference arising from the second-order interference occurring on the time scale of photon coherence time.
- Abstract（参考訳）: 2光子干渉(TPI)は量子光学の基本的な現象であり、量子情報科学と技術において重要な役割を果たす。
TPIは一般に、TPI可視性とビート可視性の両方に対して100\%の上限を持つ量子干渉と見なされている。
しかし、必ずしもそうとは限らない。
本稿では,光子相関時間よりも5桁長い超長コヒーレンス時間を持つ単一光子の量子的および古典的TPIを同時観測する。
TPIの可視性は94.3\%\pm 0.2\%$であるが、ビート可視性は50\%$である。
単光子統計による反バンチング中心ディップの他に、不明瞭な光子の相互相関曲線における2つの束縛側ピークを観察する。
古典的波動重畳理論または量子場アプローチを用いて、実験をうまく再現し説明する相互相関関数に対して同じ式を導出する。
単一光子のストリームを持つ量子TPIは古典的TPIと等価であり、どちらも光子のコヒーレンス時間における2階干渉から生じる4階干渉である。
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