ボソンバンチングは区別不可能な粒子では最大にならない

ボソンバンチングは量子物理学の最も顕著な特徴の1つである。光学における有名な例はホン–オウ–マンデル効果で、2つの光子がビームスプリッターを横切ったり反射したりする軌道の間で破壊的な量子干渉が起こることでバンチングが生じる。この効果は、同一の光子が区別不可能なことに端を発している。従って、光子が異なる時間ビンを占有していたり、異なる偏光を持っていたりする場合など、光子が区別可能になるとバンチングは消滅することが一般的に認められており、実験的にも検証されている。今回我々は、マトリックスパーマネントの理論における最近の発見を利用することで、区別不可能性とバンチングの間のこの直接の関連性について反証する。我々は、適切な偏光パターンを介して光子を部分的に区別可能にすることで、光子の2つのモードへのバンチングを実質的に高めることができる光回路のファミリーを示す。このブースト効果は、7光子干渉計過程において既に可視化されており、このためこの現象を現在のフォトニック技術で観測可能である。この予想外の振る舞いは、区別不可能なボソンと古典粒子の間のグレーゾーンにおける多粒子干渉の理解に疑問を投げ掛けるものである。