量子干涉（quantum interference）跟光的干涉现象一样也会存在干涉，因为量子有波粒二像性，而波动性最本质的现象就是干涉衍射。我们可以从以下三个方面来了解量子干涉：（1）量子干涉描述了同一个量子系统若干个不同态叠加成一个纯态的情况。它可以是粒子跟自己干涉，跟粒子之间的相互作用无关。关于这一条有一个著名的单光子干涉实验，在光子的双缝干涉实验中，把光子通量调到很低，使得光子在其相干时间内，最多只可能有一个光子通过双缝。这种情况下虽然单个光子只可能在屏幕上显示一个点，但不同时刻(在时间上不相干）通过双缝的很多光子却可以在屏幕上形成双缝干涉图像。（2）量子干涉必须在存在路径不确定性的情况下才有可能发生，当关于路径确定的信息原则上有可能被人获知时，干涉就会消失。1991年，在美国留学的两个中国学生在他们导师的带领下，完成了一个双光子干涉实验。实验表明，双光子干涉中也遵循这一原理。（3）从量子干涉实验中，人们可以得到粒子跟环境相互作用的某些信息，但永远不可能得到粒子内部状态方面的信息。到目前为止没有发现任何一个实验事实违反这一条。

作为物理学中的两种干涉现象，量子干涉和经典干涉有着形式上的相似和本质上的区别：（1）经典干涉的波是实实在在的经典波，它反映振动在媒质中的传播，而量子干涉的波是描述微观客体的几率波，它反映微观客体不定性的统计规律，因此干涉结果的表现也不一样。经典干涉使得振动加强或者减弱，量子干涉使得量子态出现在某些叠加态的几率增大和减少，即经典干涉表现为稳定的强度分布，而量子干涉表现为稳定的几率分布。（2）两种干涉在数学上都是波函数的相加，但经典干涉的波是以实物媒质为载体，可以实在地观察到媒质形成的干涉图样。而量子干涉的波函数不以实物媒质作为载体，因此看不到像经典干涉那样直接的干涉图样，但是可以通过大量的微观粒子的集体表现间接得到与经典干涉相似的量子干涉图样。（3）与经典力学中波的叠加原理对应，量子力学中有态叠加原理。二者在形式上是相似的，但在意义上有着本质的差别。经典力学中波的叠加原理是基于质点振动和波传播的相对独立性，而量子力学中态的叠加是基于微观客体所遵循的薛定谔方程的线性规律；经典力学中的两列波叠加形成一个新的波列，而在量子力学中叠加的是量子系统的两个可能态，叠加的结果使得体系将部分地处于各个叠加态。

超导量子干涉效应是超导量子干涉器件（Super-conduct Quantum Interfere Device，SQUID）工作的物理基础。对于由两个超导结并联构成的超导环电路，当外加一个磁场时，将在超导环中感应出一个环流，这使得通过两个超导结的Josephson电流不再相等，各个超导结所造成的相位差也不相同，从而引起超导环电路相位的变化。超导环电路相位变化的大小与通过环路包围面积的磁通Φ成正比，并且在叠加点的总Josephson电流随着Φ而作周期性变化，这就是超导电流的宏观量子干涉效应。该效应证实了Cooper电子对的干涉和衍射效应。利用超导量子干涉效应来工作的器件称为超导量子干涉器件（如图1所示），它可以测量出极其微弱的磁场变化。

图1 超导量子干涉仪示意图

2019年，中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳与国内外合作者合作，在国际上首次实验观察到量子点单光子和太阳光之间的双光子干涉、量子纠缠以及非定域性。该研究工作把独立光子之间的量子干涉实验扩展到相距1.5亿公里的两个独立光源，首次在天文学尺度上检验了量子统计原理的普适性，并给出了热光场量子化的直接实验证据。

图2 潘建伟团队在相距1.5亿公里独立光源间实现量子干涉

量子干涉的典型应用便是量子通信。量子通信具有传统通信方式所不具备的绝对安全特性，在量子态不被破坏的情况下，信息在传输过程中不会被窃听、也不会被复制，因而在国家安全、金融等信息安全领域有着重大的应用价值和前景。相信在未来的日子里，量子技术将会逐渐走进人们的日常生活，得到越来越广泛的应用。