追踪下转换光子传播过程中的相位纠缠
由自发参量下转换产生的双光子横向空间关联所呈现的高维纠缠态,不仅是众多学术与实用场景中的珍贵资源,更为探索诸多奇异量子现象提供了途径。其中,相位纠缠作为一种反直觉现象,表现为双光子态在其波函数复相位维度上的关联。这种在双光子波函数传播过程中涌现的量子态,既不具有位置关联也不呈现动量关联,却保持着完整的纠缠特性。该团队通过两种实验方案对该量子态进行了探索:第一种方案通过单透镜成像系统将无穷传播距离[0,∞)折叠至有限观测范围,实时追踪了逐渐消失的空间光子数关联,实验数据与基于双高斯近似模型的理论预测高度吻合;第二种方案利用双缝干涉装置对该态进行双光子干涉实验,成功揭示了其特有的相位波前关联。通过计算双光子联合概率分布及相关度量指标,该研究团队从理论与实验双重角度证实,这种相位纠缠态产生的干涉图样与位置关联光子形成的干涉结构存在本质差异。此类基于相位纠缠光的干涉实验在空间纠缠领域尚属首次尝试,为开展前沿实验研究与应用开发开辟了新路径。
