利用结构光子观测高阶量子Pancharatnam-Berry相位

当量子系统演化至回归初始状态时,会获得反映物理系统变换记忆的几何相位,这一现象已在多种物理系统中被实验观测。在光学领域,最著名的范例是Pancharatnam-Berry(PB)相位。近年来相位与偏振结构技术的进步,使得研究人员在结构化光场中发现了高阶PB相位。当前对高阶PB相位的研究主要局限于光的基元量子态范畴,特别是在光子数态方面存在明显不足。该团队通过实验揭示了单光子态与N00N态在高阶PB相位上的差异。实验结果表明:与动力学相位类似,PB相位在双光子态下也能呈现倍增效应,这种特性可显著提升N00N态中较大N值情形下的相位灵敏度,并对高阶结构化光子具有普适意义。该发现可能为基于几何相位的量子精密测量与量子态工程带来新的启示。

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