Оптическая когерентность обычно определяется как мера статистической корреляции (например, если разность фаз постоянна) пары волн.
Недавно я столкнулся с понятием квантовой когерентности, которая является мерой того, сколько недиагональных членов в матрице плотности отличны от нуля. Можно думать об этом как о мере суперпозиции — если состояние находится в суперпозиции базовых элементов, оно когерентно. И, например, диагональная матрица плотности совершенно некогерентна.
Теперь, насколько я могу видеть, кажется, что нет никакой связи между двумя видами когерентности, и это заставляет меня задаться вопросом, случайно ли, что оба этих свойства получили одно и то же имя. Это правда?
Примечание: Идея когерентного состояния снова совершенно иная. это государство
а также не имеет (насколько я понимаю) ничего общего с идеей квантовой когерентности.
Когерентность — это способность отслеживать фазу волны. В оптической когерентности источник света является когерентным во времени/пространстве, если вы можете определить разность фаз между двумя точками во времени/пространстве. Для некогерентного источника света невозможно провести эксперимент Юнга с двумя щелями или просто простой интерферометр Майкельсона, потому что для этого требуется стабильная интерференционная картина, а когда разность фаз слишком зашумлена, интерференционная картина быстро колеблется от конструктивной к деструктивной интерференции и в среднем вроде помех нет.
Квантовая когерентность — это тот же принцип — в квантовой механике эффекты суперпозиции показывают, как состояния интерферируют друг с другом, и потеря следа разности фаз между состояниями — вот что такое квантовая декогерентность, квантовые эффекты усредняются в случае отсутствия интерференции, потому что флуктуационной фазы.
И, наконец, когерентное состояние — это просто особое состояние, которое используется в квантовой оптике для описания состояния света, выходящего из лазеров, — не с определенным количеством фотонов, а с суперпозицией, которая во времени выглядит как обычная электромагнитная волна.
Оптическая и квантовая когерентность тесно связаны. Например, в случае пары поляризованных фотонов, подготовленных в состоянии нулевой поляризации (суперпозиция пар sp и ps), как оптическая, так и квантовая когерентность ухудшаются из-за рассеяния. Чтобы рассеять свет, заряженная частица колеблется в направлении падающего электронного поля, тем самым «наблюдая» состояние поляризации фотона, вызывая коллапс суперпозиции в определенное состояние. Рассеянные фотоны также расходятся с падающим излучением, что приводит к ухудшению оптической когерентности.