Letter
物理：量子非線形媒質における引き合う光子
Nature 502, 7469 doi: 10.1038/nature12512
光の基本特性は、その構成粒子、すなわち質量がゼロの互いに相互作用しない量子（光子）に由来する。しかし、従来型の質量がある粒子に伴う相互作用に似た、個々の光子間のコヒーレントな相互作用を実現すれば、さまざまな新しい科学的応用や工学的応用が可能になることはずっと以前から知られていた。本論文では、量子非線形媒質の内部で、個々の光子が相互に強く引き合って質量がある粒子として伝搬し、そのため光子対の伝搬が2光子束縛状態に支配されることを実証する。これは、光と高励起リュードベリ状態にある強く相互作用する原子との分散結合を通して実現される。時間分解した量子状態トモグラフィーを使って2光子波動関数の動力学的発展を測定し、1ラジアンを超える条件付き位相シフトが偏光エンタングル光子対を生じさせることを実証した。この手法の特定の応用には、全光スイッチング、決定論的なフォトニック量子論理、光の強相関状態の発生がある。
