3日，記者從南京大學(xué)獲悉，最新一期《自然》雜志子刊《自然光子學(xué)》發(fā)表了物理學(xué)院——馬曉松教授團(tuán)隊(duì)的研究成果，首次論證了非局部可控性單光子波性質(zhì)和粒子性質(zhì)。覆蓋。

關(guān)于光是粒子還是波的爭(zhēng)論已經(jīng)持續(xù)了幾個(gè)世紀(jì)。 20世紀(jì)量子物理學(xué)建立期間，人們發(fā)現(xiàn)了光的波粒二象性，即光既是粒子又是波，處于波和粒子的疊加狀態(tài)。

那么是否有可能找到一些控制措施，使單個(gè)光子按照預(yù)期表現(xiàn)為粒子或波？物理學(xué)家約翰·惠勒提出的延遲選擇實(shí)驗(yàn)表明，外部觀察者可以通過控制實(shí)驗(yàn)中的光學(xué)元件來控制實(shí)驗(yàn)設(shè)置，我們可以主動(dòng)選擇單個(gè)光子的行為是否像波或粒子。即使我們?cè)诠庾舆M(jìn)入實(shí)驗(yàn)裝置之后才做出選擇，這個(gè)選擇仍然是有效的。

馬曉松表示，他們此次發(fā)表的成果是在惠勒延遲選擇實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出并論證了一種新的非局域量子延遲選擇實(shí)驗(yàn)。

在這次實(shí)驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)使用了另一對(duì)糾纏光子作為控制單元，利用糾纏光子對(duì)來控制實(shí)驗(yàn)對(duì)象光子在波性質(zhì)和粒子性質(zhì)之間切換。為了實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的非局域量子控制，控制單元必須遠(yuǎn)離實(shí)驗(yàn)主單元，這意味著它必須滿足物理學(xué)家所說的所謂的愛因斯坦局域性條件。

為了實(shí)現(xiàn)“愛因斯坦定域性”條件，我們需要對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器在空間和時(shí)間上進(jìn)行精確控制。我們的光學(xué)儀器分布在校園的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室中，并且光信號(hào)和電信號(hào)的時(shí)序是精確設(shè)置的。文章第一作者王凱表示，這個(gè)實(shí)驗(yàn)不僅證明了光可以同時(shí)處于波粒量子疊加態(tài)，而且證明了這種波粒量子疊加態(tài)是可控的，這提供了新的機(jī)遇用于量子光學(xué)和量子物理學(xué)。信息處理的發(fā)展提供了新的方法。