本論文は、第二次非線形光学媒質から生成された偏光もつれ合い光子対の特性を、偏光基底の制御と射影測定の観点から分析している。
まず、クロス状に配置された2つのBBO結晶から生成された光子対の偏光基底を、ハーフ波長板(HWP)とポラライジングビームスプリッター(PBS)を用いて制御・射影した。この結果、個々の光子の特性は区別不可能になり、局所的ランダム性が観測された。この局所的ランダム性は、生成された光子対間の位相非整合性に起因することを示した。
次に、PBSを通過した光子対の同時検出を行い、非局所的相関を解析した。その結果、光子対間の固定相対位相が重要であり、これにより非局所的干渉縞が観測されることを明らかにした。この非局所的相関は、選択的な測定過程によって抽出されるものであり、古典的な特徴とは異なることを示した。
以上の一貫性のある波動的アプローチにより、局所的ランダム性と非局所的相関の起源を明らかにし、量子力学の理解を深めた。また、この手法は、従来の単一光子では実現できなかった巨視的量子現象の実現にも寄与する可能性がある。
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