Представлен метод высокоточных измерений временной задержки на основе частотно-разрешенной интерференции Хонга—У—Манделя (HOM). Схема применяется к слабым когерентным состояниям и использует массив детекторов на основе лавинных фотодиодов (SPAD). В отличие от стандартного HOM, частотно-разрешенный подход позволяет достичь погрешности около 10 пс на одно совпадение даже для задержек порядка 4 пс, значительно превышающих время когерентности, где обычный метод неэффективен. Результаты подтверждают развитые теоретические модели с учетом конечного частотного разрешения детекторов. Сравнение с классическим HOM показывает согласие с квантовой теорией оценивания и существенное снижение неопределенности. Выигрыш в точности особенно велик, когда измеряемая задержка много больше времени когерентности.
Измерять ничтожные задержки света помогает квантовая интерференция. Если два одинаковых фотона одновременно падают на полупрозрачное зеркало, они всегда выходят вместе — словно два музыканта, берущие ноту в унисон. Но стоит одному опоздать на пикосекунды — и синхронность пропадает, а старые детекторы перестают её замечать.
Физики добавили детекторам спектроскопию: теперь каждый фиксирует не просто приход фотона, но и его частоту. Это похоже на то, как если бы ваше ухо различало не только громкость, но и высоту звука, позволяя расслышать диссонанс даже при большой разнице во времени. Использовав матрицу таких детекторов, учёные добились фотометрической точности в 10 пикосекунд, даже когда задержка между фотонами превышала время их когерентности.
🎯 Идею квантовой интерференции фотонов впервые описал [scientist:Roy Glauber]Рой Глаубер[/scientist], а опыты с запутанными фотонами [scientist:Anton Zeilinger]Антона Цайлингера[/scientist] заложили основу для сверхточных измерений.