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Atomic Hong-Ou-Mandel experiment

机译:原子洪-欧-曼德尔实验

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摘要

Two-particle interference is a fundamental feature of quantum mechanics, and is even less intuitive than wave-particle duality for a single particle. In this duality, classical concepts-wave or particle-are still referred to, and interference happens in ordinary space-time. On the other hand, two-particle interference takes place in a mathematical space that has no classical counterpart. Entanglement lies at the heart of this interference, as it does in the fundamental tests of quantum mechanics involving the violation of Bell's inequalities. The Hong, Ou and Mandel experiment is a conceptually simpler situation, in which the interference between two-photon amplitudes also leads to behaviour impossible to describe using a simple classical model. Here we report the realization of the Hong, Ou and Mandel experiment using atoms instead of photons. We create a source that emits pairs of atoms, and cause one atom of each pair to enter one of the two input channels of a beam-splitter, and the other atom to enter the other input channel. When the atoms are spatially overlapped so that the two inputs are indistinguishable, the atoms always emerge together in one of the output channels. This result opens the way to testing Bell's inequalities involving mechanical observables of massive particles, such as momentum, using methods inspired by quantum optics, and to testing theories of the quantum-to-classical transition. Our work also demonstrates a new way to benchmark non-classical atom sources that may be of interest for quantum information processing and quantum simulation.%"Hong-Ou-Mandel效应"(在该效应中,进入一个50:50分束器的两个不可分辨的光子导致检测器的"符合率"下降)反映了量子力学理论的基本特征,在经典力学中没有同样现象。它是很多量子信息和量子光学实验的基础。在这项研究中,Marc Cheneau及同事在关于"原子对"之生成的以前进展的基础上,通过氦-4原子而不是光子实现了"Hong-Ou-Mandel"实验。由于原子与光子相比是大质量粒子,所以该实验为用大质量粒子的可观察量进行基本量子物理实验(如Bell tests)提供了可能性。从长远来讲,这将有助于关于量子力学中物质和引力之效应的研究工作,尤其是与"量子—经典"转变相关的研究工作。
机译:两粒子干涉是量子力学的基本特征,甚至比单粒子的波粒对偶性还不那么直观。在这种二重性中,仍然提到了经典概念(波或粒子),并且干扰在普通时空中发生。另一方面,两粒子干涉发生在没有经典对应物的数学空间中。纠缠是这种干扰的核心,就像在涉及违反贝尔不等式的量子力学基础测试中一样。 Hong,Ou和Mandel实验是一个概念上更简单的情况,其中两个光子振幅之间的干扰也导致无法使用简单的经典模型描述的行为。在这里,我们报告使用原子而不是光子的Hong,Ou和Mandel实验的实现。我们创建一个发射原子对的源,并使每个原子对中的一个原子进入分束器的两个输入通道之一,另一个原子进入另一个输入通道。当原子在空间上重叠从而使两个输入无法区分时,原子始终在输出通道之一中一起出现。这一结果为利用量子光学启发的方法测试涉及质量粒子的机械可观察物(例如动量)的贝尔不等式开辟了道路,并为量子到经典跃迁的理论测试提供了方法。我们的工作还展示了一种基准化非经典原子源的新方法,该方法可能对量子信息处理和量子模拟很感兴趣。%“ Hong-Ou-Mandel效应”(在该效应中,进入一个50:50分束器的两个不可分辨的光子导致检测器的“符合率”下降)反映了量子力学理论的基本特征,在经典力学中没有同样现象。它是很多量子信息和量子光学实验的基础。中,Marc Cheneau及同事在关于“原子对”之生成的以前进展的基础上,通过氦4原子而不是光子实现了“ Hong-Ou-Mandel”实验。由于原子与光子标注是大质量粒子,因此该实验为用大质量粒子的可观察量进行基本量子物理实验(如贝尔测试)提供了可能。从长远而言,这将有助于量子力学中物质和引力之效应的研究工作,尤其是与“量子—经典”转变相关的研究工作。

著录项

  • 来源
    《Nature》 |2015年第7545期|66-68B1|共4页
  • 作者单位

    Laboratoire Charles Fabry, Institut d'Optique Graduate School - CNRS- Universite Paris Sud, 2 avenue Augustin Fresnel, 91127 Palaiseau, France;

    Laboratoire Charles Fabry, Institut d'Optique Graduate School - CNRS- Universite Paris Sud, 2 avenue Augustin Fresnel, 91127 Palaiseau, France;

    Laboratoire Charles Fabry, Institut d'Optique Graduate School - CNRS- Universite Paris Sud, 2 avenue Augustin Fresnel, 91127 Palaiseau, France;

    Laboratoire Charles Fabry, Institut d'Optique Graduate School - CNRS- Universite Paris Sud, 2 avenue Augustin Fresnel, 91127 Palaiseau, France;

    Laboratoire Charles Fabry, Institut d'Optique Graduate School - CNRS- Universite Paris Sud, 2 avenue Augustin Fresnel, 91127 Palaiseau, France;

    Laboratoire Charles Fabry, Institut d'Optique Graduate School - CNRS- Universite Paris Sud, 2 avenue Augustin Fresnel, 91127 Palaiseau, France;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

  • 入库时间 2022-08-18 02:52:30

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