新研究颠覆既有理论,揭示出热场与参量单光子干涉效应的新特征

技术研究 量科网 2024-01-29 09:11

最近,由来自德国汉诺威莱布尼兹大学和英国斯特拉斯克莱德大学的研究人员组成的一个国际研究小组,推翻了之前关于多光子成分对热场(如阳光)和参量单光子(在非线性晶体中产生)发生干涉效应影响的假设。这项研究已经被发表在《物理评论快报》杂志上。

汉诺威莱布尼兹大学光子学研究所所长Michael Kues博士说:“我们通过实验证明,热光和参量单光子之间产生的干涉效应也会导致对背景场的量子干涉。因此,不能像之前那样,简单地忽略和从计算中减去背景场。”

参与该研究的Khodadad Kashi说:“通过我们的实验,我们推翻了之前的假设,即多光子成分只会影响可见度因而可以在计算中减去它们。但我们发现了一个新的基本特征,这在以前的计算中是没有考虑到的。我们新开发的模型可以预测量子干涉,并且也可以在实验中测量到这种效应。”

科学家们是在激光实验室进行实验时发现这一成果的。他们最初按照原来的计算方法来实验,却得到的是否定的结果。对此,Khodadad Kashi说道:“但这个结果在物理上是不可能出现的。”于是,该团队就开始一起对实验装置和计算模型进行故障排除。

Kues博士表示:“当实验结果与预期大相径庭时,科学家们就会开始质疑之前的假设,并去寻找新的解释。”

他们共同提出了新的关于热场与参量单光子的量子干涉理论。来自斯特拉斯克莱德大学的量子研究员Lucia Caspani率先对这一方法进行了测试。其后,Khodadad Kashi在一次国际会议上展示了她的理论和实验结果。在那里,她与其他科学家讨论了该模型,并得到了其他科学家对该实验结果的证实。

凭借这一新理论和实验验证,Kues的团队为更好地理解量子现象做出了重要贡献。Khodadad Kashi表示:“这些发现可能对于量子密钥分发技术领域非常重要,而该技术是未来安全通信的关键。该研究有望对量子干涉效应是如何生成加密密钥给出合理解释。”(编译:Tmac)