論文の概要: Quantum erasure based on phase structure

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.04358v1
• Date: Sat, 18 May 2024 06:20:13 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-23 14:05:12.679830
• Title: Quantum erasure based on phase structure
• Title（参考訳）: 位相構造に基づく量子消去
• Authors: Ye Yang, Chengyuan Wang, Yun Chen, Jianyi Xv, Xin Yang, Jinwen Wang, Shuwei Qiu, Hong Gao, Fuli Li,
• Abstract要約: 本稿では, 位相構造に着目した量子消去の理論的枠組みを導入し, 実験的に実証する。 我々は、MZI(Mach-Zehnder Interferometer)を用いて、1次スパイラルフェーズプレート(SPP)を腕の1つに統合する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.313260008681723
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The quantum eraser effect exemplifies the distinct properties of quantum mechanics that challenge classical intuition and expose the wave-particle duality of light. This effect has been extensively explored in various experiments; most of these investigations use polarisation to distinguish which path information, and less attention has been paid to the phase structure which is related wavefront of photon. In this study, we introduce a theoretical framework for quantum erasure that focusses on the phase structure and demonstrate it experimentally. In this experiment, we employ a Mach-Zehnder interferometer (MZI) where a first-order spiral phase plate (SPP) is integrated into one of its arms. This setup applied orbital angular momentum (OAM) to the photons and established predetermined which-way information. Consequently, the photon demonstrates its particle characteristics, with absence of interference at the MZI's output ports. Utilizing an additional SPP to erase the phase structure from the output photon results in pronounced interference patterns, observable in a post-measurement scenario. This result allows us to include the structure information of the equiphase plane of the light field in quantum erasure. The results challenge the traditional cause-effect relationship in classical physics, given that the subsequent choice of the SPP adheres to a space-like separation.
• Abstract（参考訳）: 量子消去効果は、古典的な直観に挑戦し、光の波動-粒子双対性を露出する量子力学の異なる性質を例証する。 この効果は様々な実験で広く研究されているが、これらの研究の多くは偏光を利用してどの経路情報を識別し、光子の波面である位相構造に注意が払われていない。 本研究では, 位相構造に着目し, 実験的にそれを実証する量子消去理論フレームワークを提案する。 この実験では、MZI(Mach-Zehnder Interferometer)を用いて、1次スパイラルフェーズプレート(SPP)を腕の1つに統合する。 このセットアップでは、光子に軌道角運動量(OAM)を適用し、所定の一方の情報を確立した。 その結果、光子はその粒子特性を示し、MZIの出力ポートでの干渉がない。 出力光子から位相構造を消去するために追加のSPPを用いることで、測定後のシナリオで観測可能な、明らかな干渉パターンが得られる。 この結果により、量子消去において光場の同相平面の構造情報を含めることができる。 この結果は、SPPのその後の選択が空間的な分離に従うことを考えると、古典物理学における伝統的な因果関係に挑戦する。

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