9、量子计算中的光子干涉与超导回路技术解析

量子计算中的光子干涉与超导回路技术解析

1. 双光子量子干涉

双光子量子干涉，也被称为洪 - 欧 - 曼德尔效应，于1987年由罗切斯特大学的物理学家Chung Ki Hong、Zhe Yu Ou和Leonard Mandel证实。当两个相同的单光子进入一个1:1的分束器时，就会出现这种效应。这里的1:1意味着光子有50:50的机会被反射或透射。在理想条件下：
- 当光子的时间重叠完美（即它们同时撞击分束器）时，两个光子总是会一起从分束器的同一输出模式中出射。
- 如果光子变得更易区分，它们进入不同探测器的概率就会增加。
- 干涉仪是一种将两个或多个光源合并以创建干涉图案的仪器，可用于精确测量带宽、路径长度和时间。

需要注意的是，双光子干涉依赖于光子的存在，无法用经典光学完全解释。这种效应为线性光学量子计算中的逻辑门提供了基本的物理机制。当光子同时撞击分束器时，它们有四种可能的反射或透射情况，如下表所示：

在物理学中，费曼规则指出，由于分束器不记录光子的状态（