論文の概要: Single-photon interference over 8.4 km urban atmosphere: towards testing quantum effects in curved spacetime with photons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.03259v2
- Date: Sun, 18 Aug 2024 05:10:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-20 23:45:42.906348
- Title: Single-photon interference over 8.4 km urban atmosphere: towards testing quantum effects in curved spacetime with photons
- Title（参考訳）: 8.4kmの都市大気における単一光子干渉--光子を用いた湾曲時空における量子効果の検証に向けて
- Authors: Hui-Nan Wu, Yu-Huai Li, Bo Li, Xiang You, Run-Ze Liu, Ji-Gang Ren, Juan Yin, Chao-Yang Lu, Yuan Cao, Cheng-Zhi Peng, Jian-Wei Pan,
- Abstract要約: 巨大空間を覆う単一光子干渉は、量子力学と一般相対性理論の界面を効果的に探究できることを示す。
量子ドットに基づく高輝度単一光子源を用いて、長距離ベースラインに沿って単一光子干渉を実演した。
この結果から,コレラ・オヴェルハウザー・ワーナー実験の単光子版による曲線時空における量子効果の検証の可能性が確認された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.01824747928514
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The emergence of quantum mechanics and general relativity has transformed our understanding of the natural world significantly. However, integrating these two theories presents immense challenges, and their interplay remains untested. Recent theoretical studies suggest that the single-photon interference covering huge space can effectively probe the interface between quantum mechanics and general relativity. We developed an alternative design using unbalanced Michelson interferometers to address this and validated its feasibility over an 8.4 km free-space channel. Using a high-brightness single-photon source based on quantum dots, we demonstrated single-photon interference along this long-distance baseline. We achieved a phase measurement precision of 16.2 mrad, which satisfied the measurement requirements for a gravitational redshift at the geosynchronous orbit by five times the standard deviation. Our results confirm the feasibility of the single-photon version of the Colella-Overhauser-Werner experiment for testing the quantum effects in curved spacetime.
- Abstract（参考訳）: 量子力学と一般相対性理論の出現は、我々の自然界に対する理解を大きく変えた。
しかし、これら2つの理論を統合することは大きな課題であり、それらの相互作用はいまだに実証されていない。
最近の理論的研究は、巨大な空間を覆う単一光子干渉は、量子力学と一般相対性理論の間の界面を効果的に探究することができることを示唆している。
我々は、この問題に対処するために、アンバランスなマイケルソン干渉計を用いた代替設計を開発し、8.4km自由空間チャネル上で実現可能であることを検証した。
量子ドットに基づく高輝度単一光子源を用いて、この長距離ベースラインに沿って単一光子干渉を実演した。
静止軌道における重力赤方偏移の測定条件を標準偏差の5倍に満たした16.2mdの位相測定精度を達成した。
この結果から,コレラ・オヴェルハウザー・ワーナー実験の単光子版による曲線時空における量子効果の検証の可能性が確認された。
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