大规模量子纳米光子芯片上的广义多径延迟选择实验

      玻尔的互补性是量子物理学的一个中心原则。在杨氏干涉仪或Mach–Zehnder干涉仪上进行的大量双缝或双路实验证实了量子物质的双重性。这些量子物体显示出波和粒子的特性，但只是，取决于它们被测量的方式。在等效的Mach–Zehnder配置中，在有或没有分束器的情况下，量子物体分别显示波或粒子性质，其中分束器代表测量设备的选择。延迟选择实验已经使不同量子对象的真正双路对偶性的显著证明成为可能。迄今为止，所有实验都是在双路径框架内进行的，而研究多路径干涉测量系统的互补性是一个非常重要的问题。

       近日，来自北京大学物理学院、人工微结构和介观物理国家重点实验室的Xiaojiong Chen等人演示了量子延迟选择实验中的广义多径波粒二象性，该实验由大规模硅集成多径干涉仪实现。单光子显示波和粒子特征之间复杂的跃迁，这是由量子控制的广义哈达玛运算的选择决定的。他们用多模路径信息表征粒子性质，用多径干涉相干性表征波性质，并证明玻尔多径对偶关系的推广。他们的工作为多维量子物理提供了深刻的见解，并为集成光子量子技术的可控性提供了基准。相关研究工作发表在《Nature Communications》上。（詹若男）

       文章链接：Xiaojiong Chen et al. A generalized multipath delayed-choice experiment on a large-scale quantum nanophotonic chip. Nature Communications (2021) 12:2712 https://doi.org/10.1038/s41467-021-22887-6