双光子干涉：纠缠双光子“鬼成像”实验
早在1995年，砚华他们搭建了一个“纠缠光子成像”实验。这个实验非常有名。
还是用SPDC产生纠缠双光子对。放上偏振分束器，使信号光子和闲置光子各走一路。一路信号光，一路闲置光。
信号光路上放一物像。他们放的是一个写了“UMBC”（马里兰大学巴尔的摩分校简称）的开孔物（图中标注为“光阑”者）。物像的后面，放一个点状探测器D1。D1固定不动。经过透镜，通过开孔物各部分的光子都被D1记录。这D1 是一个点探测器，没有分辨图像的能力。
而在没有物像的闲置光路上，放一个CCD点阵探测阵列D2。它可以得到闲置光子的平面坐标。
D1与D2作符合测量，记录下D2的每一个阵列点，看有多少信号－闲置光子对激发了与D1的联合探测事件（符合计数）。非常有趣，在把D2放置在闲置光路上某一特殊位置（像平面）时，CCD点阵探测阵列D2清晰地“看”到了“UMBC”的像。不要忘记，这个“UMBC”（成像物）是放在另一个光路中，由信号光子照射，闲置光子是如何“看”到的？这图象太过诡异。
你若了解了对信号或闲置子系统各自独立测量的结果后，这图象就更显诡异了。因为对信号或闲置子系统各自独立测量，结果完全不同。独自测量时，闲置光路上的D2，其每一个阵列点的光子计数基本是常数，不成物象。而在信号光路的D1是一个点探测器，没有“看”的能力，其光子计数也基本是常数。那么，测量到的像究竟是从何而来？人们惊愕地把它称之为“鬼像”。
马里兰大学史砚华：纠缠偶光子“鬼成像”实验示意图。其中“光阑”就是那个镂空的写有“UMBC”的透射物。
世界第一个“鬼成像”实验，所显物像，开孔字样“UMBC”，因为使用透镜，二倍于原物
这个联合探测装置中，由于加了透镜，还竟然得到的是放大两倍的图像。其光路设置，完美满足透镜焦距、物距和像距的高斯透镜公式。若再些小聪明，做上些技术设置上的细节调整，可得极清晰物像。当然这是为应用目的的商业学问，与量子物理学问的理论研究无关。
这里的关键是：闲置光子在传输中，并未接触物像。符合计数显像了信号－闲置光子对的纠缠关联，使之遵从关联几率，传输到应该落入的位置上，生出来物像的图象。而取消关联（做独立测量），就没有了正确落入的几率。就没有图象。
“纠缠成像”实验成功，是第一次实现了纠缠光子这种诡异的成像行为。这让人们惊诧不已。这实验现象立刻被冠以“鬼成像”、“鬼干涉”的响亮名字，被到处传播。砚华为此获得2002年兰姆（Lamb）奖。
史砚华团队后来不使用SPDC的纠缠光子对，而使用混沌光，日光或热光的随机光子对，也成功了鬼成像实验。
“鬼成像”问题之所以受到人们关注，是这之中显现出来的信号关联的“非定域性”，它表现出一种不可思议的超距的即时关联现象。这将使它在量子保密通讯、量子测量和计量学、量子光刻及量子全息术等诸多领域有极其巨大的革命性应用价值。
史砚华说：
粗略地讲,纠缠偶光子态是不可分解的双光子态:它不能写成两个光子态的直积。换句话说,它的两个子系统不能被看作独立的光子。EPR态是一个非常特殊的纠缠偶光子态。它的两个子系统是“完美关联”的,也就是说:测量之前任意一个子系统的状态都不确定,但是只要测量到其中一个的状态,另一个就100%地完全确定了。
这是一种二阶的相干关联。砚华对此的解释：这是“双光子非局域性几率振幅叠加的干涉现象”。
这些话引自史砚华的书，《量子光学导论：光子与双光子物理》。这本书原是他在马大给研究生授课的讲义，被CRC出版公司印成了书。这书后来又有了中译本。由国内高等教育出版社出版，作为高年级博士生研究生的参考读物。
后记
史砚华教授早年，被发放到陕北延安河庄坪公社万庄大队插队，和我一起在那里当知青。多年后他辗转赴美，就读马里兰大学物理系。1987年获博士学位。尔后在马大巴尔的摩分校（UMBC）做教授。他在马大创建了自己的量子光学实验室。这是个国际上很有名声的实验室。
通常科学界看一个学者成绩水平，不光是他学术专业文章发表的数量，还有文章在学术界被引用的次数。尤其被引用次数，能较准确客观反应文章的价值与影响。这是学界的常识。它不能靠媒体做访谈来得到。美国人对学者的文章数及引用数，有严肃准确的统计。
曾看到美国一份学者引用统计，上面见砚华当时已发表264篇学术论文，文章的引用次数高达13284次。文章的平均引用数为50多次。这是很让人钦佩的数字。
其中砚华1995年有篇文章，被引用次数高达2769次。文章是讲检测贝尔不等式。在当时引起很大震惊，实验竟然违反贝尔不等式100个标准偏差值！那篇文章多人合署。实验是个美国学生做的。砚华自己先有的想法，给美国学生出的主意。那学生在维也纳实验室作博士后，实验就在那个实验室做。实验室几个负责学者参与署名。
从陕北延安插队的知青，成长为国际量子力学权威专家，砚华这些经历极不寻常。他的工作了不起，使得我们在讲量子纠缠、讲双光子干涉时，绕他不过去。他的工作，使他在世界量子力学研究界赢得了名声。
我曾有博文《野草》、《夏日清晨》写他。这篇科普文字，也是对同村插队老友多年工作成果的祝贺。
谢渊泓 2017.05. 柏林
史砚华教授的书：《量子光学导论：光子与双光子物理》，高教出版社
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