Letter 物理：非局所4光子状態のド・ブロイ波長 2004年5月13日 Nature 429, 6988 doi: 10.1038/nature02552 重ね合わせは量子論の最も際立った特徴のひとつであり、多数の1粒子干渉実験で実証されている。多粒子系の状態のコヒーレントな重ね合せである量子絡み合いでは、もっと複雑な現象が見えてくる。多粒子系を用いたこの種の重要な実験のひとつは、粒子数確定状態が経路に分布して量子的に絡み合った状態を使うものである。この状態は純粋な高次の干渉を見せ、計測やイメージングへの応用に有望である。これらの応用には、ハイゼンベルグ限界の位相感度を持つ量子干渉法および分光法や、古典回折限界を超えた量子リソグラフィーが含まれる。このようなスキームを光学的に実現すると、一般に、低次の干渉効果によって、粒子数が多くなるほど全体の性能が常に低下すると考えられている。そのため、このような実験は2光子の場合に限定されていた。本研究ではこの限界を克服し、線形光学に基づく4光子干渉計を実現した。1光子波長の1/4の周期を持つ干渉縞を観測し、4粒子のモードにわたる量子絡み合い状態が存在することを確かめた。このスキームは任意の光子数に拡張可能であり、実際の応用において量子絡み合いにより性能改善を実現する上で有望である。 Full Text PDF 目次へ戻る
