研究透视：Science-量子光学探测器，自由电子-光相互作用量子统计

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自由电子与光之间的相互作用，是经典物理学和量子物理学的基础，可应用于自由电子加速、辐射源和电子显微镜。然而直到今天，所有涉及自由电子-光相互作用的实验，都可以通过将光描述为经典波来充分解释。今日，以色列理工学院Ido Kaminer团队在Science上发文，报道了观测到光子对自由电子-光相互作用的量子统计效应。展示了从泊松到超泊松连续传递到热统计的相互作用，揭示了自由电子能源梯阶上，从量子游走到经典随机游走的转变。电子步行器作为无损量子检测的探针，测量二阶光子相关性 g(2)(0) 和高阶 g(n)(0)。与传统的量子光学探测器不同，电子可以通过演化为与光子纠缠的联合状态，来执行量子弱测量和投影测量。该发现激发了迄今为止量子光学中难以实现的概念，包括基于自由电子的超快光量子断层扫描。

图1 自由电子-光相互作用，在电子能谱上印刻了量子光子统计，证明了自由电子从量子游走到经典随机游走的转变。

图1 自由电子的量子光学。

图 3. 从电子能谱重建光子统计的实验。

图 4. 自由电子-量子光相互作用后的光子保真度和电子纯度。

图 5. 准相位匹配条件的测量。

文献链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj7128

DOI: 10.1126/science.abj7128

本文译自Science。

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