揭开新的量子前沿：频域纠缠

科学家引入了一种称为频域光子数路径纠缠的量子纠缠形式。量子物理学的这一进步涉及一种称为频率分束器的创新工具，它具有改变单个光子频率的独特能力，成功率高达 50%。

多年来，科学界一直在研究空间域光子数路纠缠，这是量子计量学和信息科学领域的关键参与者。

这一概念涉及以一种特殊模式排列的光子，即所谓的正午态，它们要么都在一条路径中，要么处于另一条路径中，从而实现了超越传统限制的超分辨率成像、量子传感器的增强以及量子技术的发展等应用。专为需要特殊相位灵敏度的任务而设计的计算算法。

在《光：科学与应用》杂志上发表的一篇新论文中，韩国浦项科技大学物理系 Heedeuk Shin 教授领导的一个科学家团队在频域中开发了纠缠态，这是一个类似于空间的概念-domain NOON 状态但有一个显着的变化：光子不是被分配在两个路径之间，而是分布在两个频率之间。

频域纠缠的实验示意图。具有不同颜色(和蓝色)的两个光子被注入由两个频率分束器构造的干涉仪中。然后，测量所得的干涉图案。 b，测量的双光子 NOON 态干涉图案，与单光子对应物相比，分辨率提高了两倍。 c，测量的单光子态干涉图样。图片来源：Dongjin Lee、Woncheol Shin、Sebae Park、Junyeop Kim 和 Heedeuk Shin

“在我们的研究中，我们将干涉的概念从发生在两个空间路径之间转变为发生在两个不同频率之间。这种转变使我们能够通过单模光纤引导两种颜色分量，从而创造出前所未有的稳定干涉仪，”Dongjin该论文的第一作者李说。

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