科学家们实现了光的波粒对偶性的可控量子叠加

2020-07-12 13:54:09 新闻来源:网络
  光是波还是粒子,还是两者的叠加?对于量子力学的人来说,这个问题并不难回答,但很难回答的是,人们能否操纵这种叠加特性。几天前,自然光子学报告了南京大学物理学院教授马晓松的最新研究成果。该小组首次证明了单光子挥发性和粒子性质的非局部可控叠加。
  在早期工作的基础上,来自固体微结构物理国家重点实验室、物理学院和微结构科学与技术合作创新中心的研究人员开发了延迟选择实验的量子版本,即单个光子的粒子态和波动力学处于相干叠加态。实现波粒子叠加态的关键是通过其它光子的量子态来控制光子在粒子态与波动力学之间的转换。然而,这种"量子控制选择"方法必须使控制单元离主实验区足够远,以确保彼此之间没有一致性。学者称这一要求为"爱因斯坦定位条件"。
  在一个涉及两个141米的实验室光学设备的实验中,研究人员最终证明了光不仅可以处于波态或粒子态,而且可以在这两种状态下处于量子叠加态。此外,它们还证明了量子波粒子叠加的性质可以被调整。
  本实验是爱因斯坦局域化条件下的第一次量子延迟选择实验,为量子技术新实验能力的最终发展开辟了一条新的途径。
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