Función de onda espacial de un solo fotón y su medición.

Question

En la última década hay varios documentos que afirman que he medido una "transversal estado cuántico" / "de onda cuántica, la función de" / "espacial Wigner función" de un solo fotón:

• La medición de la transversal espaciales estado cuántico de la luz en el nivel de un solo fotón. B. J. Smith et al. Opt. Lett. 30, 3365 (2005), arXiv:quant-ph/0507142
• La medición directa de la función de onda cuántica. J. S. Lundeen et al. La naturaleza 474, 188 (2011), arXiv:1112.3575
• La compresión de la Medición Directa de la Función de Onda Cuántica. M. Mirhosseini, et al. Phys. Apo. Lett. 113, 090402 (2014), arXiv:1404.2680
• Holograma de un solo fotón. R. Chrapkiewicz et al. La Naturaleza De Fotones. 10, 576 (2016), arXiv:1509.02890

La mayoría de ellos se refieren a un Iwo Bialynicki-Birula del papel "de la función de onda del Fotón" [Prog. Opt. 36, 245 (1996), arXiv:quant-ph/0508202] al describir el objeto medido (o no se refieren a nada). Después de haber leído estos artículos y algunos otros de la literatura de discusión, así como de este foro (ver enlaces más abajo), todavía no puedo entender realmente de lo que exactamente se mide por los autores de la experimental papeles y el clima tiene sentido llamar a eso una "función de onda del fotón", así que supongo que me estoy perdiendo algo importante.

Me pregunto si

• se ha medido el campo eléctrico / amplitud de Maxwell modo con un solo fotón (entonces, ¿qué es lo cuántica acerca de que, aparte de que tienes que hacer larga de contar)?

• se ha medido la distribución espacial de impulso de estado cuántico, pero por medio de la óptica de Fourier transformada en la distribución espacial de los puntos (¿por qué llamarlo de esa manera)

• hay una razón para introducir una real cuántico espacial de la función de onda de un fotón único (de cómo se alinea con la ausencia de la posición del operador para un fotón y otros problemas descritos en los siguientes temas?)

y te agradecería mucho si alguien puede ayudar.

Answer 1

Aquí es un papel dando la maxwell función de onda de un fotón.

(Soy consciente de que una similar en derivación con el potencial existe, pero no recuerdo donde lo vi.)

Por lo que es una función de onda, que es complejo.

Tiene un capítulo sobre la medición de la función de onda.

Si un fotón único estado del campo es creado, entonces para saber su estado cuántico significa conocer su campo eléctrico y magnético de las distribuciones en el espacio y el tiempo. Tal estado es de un solo fotón de onda de paquetes de estado, y su generación es un objetivo importante en el quantum de la información researc

Recientemente, una técnica que ha sido desarrollado para medir la transversal espaciales estado cuántico de un conjunto de idénticamente preparados fotones . El fotón único haz de luz es enviado a un reflejando, fuera-de-plano interferómetro de Sagnac, el cual realiza una rotación relativa de 180° y un espejo de inversión en los frentes de onda de la contra de la propagación de las vigas. El Sagnac realiza una de dos dimensiones de la paridad de operación en una de las vigas en relación a los otros. Los campos se recombinan en la salida del divisor de haz y se mezclan en un conteo de fotones tubo fotomultiplicador (PMT), permitiendo a los emergentes haces para ser detectado en el nivel de un solo fotón. La media de fotos-velocidad de conteo es directamente proporcional a la transversal espacial de la función de Wigner en un espacio de la fase punto que se establece por la inclinación y la traducción de un espejo externo para el interferómetro.

Así que como todas las distribuciones de probabilidad, se necesita un conjunto al final.(media de fotos de la tasa de recuento)