多個單光子間量子干涉獲證

由奧地利維也納大學菲利普·瓦爾特領導的一個國際研究團隊在量子技術方面取得重大突破：成功利用一種新型資源高效平臺展示了多個單光子之間的量子干涉。發(fā)表在最新一期《科學進展》上的這項研究代表了光學量子計算領域的一大進步，為開發(fā)更具擴展性的量子技術鋪平了道路。

光子之間的干涉是量子光學中一種基本現(xiàn)象，是光量子計算的關鍵。它涉及利用光的特性（例如波粒二象性）來誘導干涉圖案，使編碼和處理量子信息成為可能。

傳統(tǒng)的多光子實驗通常采用空間編碼，即在不同的空間路徑上操縱光子來誘導干涉。然而，這些實驗需要復雜的設置和眾多組件，耗費大量資源，并且在規(guī)模上具有挑戰(zhàn)性。

相比之下，由維也納大學、意大利米蘭理工大學和比利時布魯塞爾自由大學科學家組成的國際團隊選擇了一種基于時間編碼的方法。這項技術操縱的是光子的時間域，而不是它們的空間統(tǒng)計信息。

為了實現(xiàn)該方法，他們在維也納大學克里斯蒂安多普勒實驗室開發(fā)了一種使用光纖環(huán)路的創(chuàng)新架構(gòu)。這種設計可以重復使用相同的光學元件，從而以最少的物理資源實現(xiàn)高效的多光子干涉。

論文第一作者洛倫佐·卡洛西尼解釋說，在實驗中，他們觀察到了多達8個光子之間的量子干涉，超過了大多數(shù)現(xiàn)有實驗的規(guī)模。由于該方法的多功能性，干涉圖案可以重新配置，實驗的規(guī)模也可以調(diào)整，同時光學設置還不會改變。

實驗結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的空間編碼方法相比，新方法所實現(xiàn)的架構(gòu)具有更高的資源效率，為更廣泛使用、易于訪問和可擴展的量子技術打開了大門。（記者張佳欣）