光與物質的相互作用是量子光學的基礎，也是許多量子技術的關鍵。當我們用一束近共振的激光照射一個單個的二能級原子時，我們可以觀察到原子發出的熒光光子。這些光子有一個很特別的性質，就是它們永遠不會同時出現在同一個地方。這可以理解為單個二能級原子只能吸收和發射單個光子，而不能同時處理兩個或更多的光子。這種現象被稱為光子抗聚束，是量子光學的一個重要標志。

然而，如果我們仔細分析原子與激光的相互作用，我們會發現這個過程并不是那么簡單。原子發出的熒光光子可以分為兩個部分，一個是與激光相干的部分，一個是與激光不相干的部分。這兩個部分在光譜上有不同的特征，形成了著名的Mollow三重峰結構。有趣的是，當我們單獨考慮這兩個部分時，我們會發現它們都包含了高光子數的成分，也就是說，它們都有可能同時包含兩個或更多的光子。這就與我們之前的直覺相矛盾了，因為我們認為單個二能級原子不能同時散射兩個光子。

那么，這兩個部分的高光子數成分是怎么來的呢？事實上，它們是由于兩個可能的兩光子散射過程的量子干涉造成的。我們可以把這兩個過程稱為相干和不相干的兩光子散射。相干的兩光子散射是指原子先吸收一個激光光子，然后同時發射兩個熒光光子，再吸收另一個激光光子，回到基態。不相干的兩光子散射是指原子先吸收一個激光光子，然后發射一個熒光光子，再吸收另一個激光光子，然后發射另一個熒光光子，回到基態。這兩個過程的概率都很小，但是它們的干涉會導致熒光光子的光子統計發生變化。當我們考慮兩個部分的總和時，我們會發現這種干涉會抵消掉高光子數的成分，從而導致光子抗聚束。當我們只考慮其中一個部分時，我們會發現這種干涉會增強高光子數的成分，從而導致光子聚束。

為了驗證這個干涉圖景，我們需要實驗上分離出熒光光子的兩個部分，并測量它們的光子統計。這是一個非常困難的任務，因為熒光光子的強度很低，而且與激光光子有很大的重疊。我們采用了一種巧妙的方法，利用一個光學濾波器來濾除熒光光子的相干部分，只保留不相干部分。這樣，我們就可以觀察到不相干部分的高光子數成分，也就是同時被原子散射的光子對。我們用一個高靈敏度的光子計數器來檢測濾波后的熒光光子，發現它們確實表現出了強烈的光子聚束，也就是說，它們經常同時出現在同一個地方。這個結果證實了單個二能級原子確實能夠同時散射兩個光子，只是在正常情況下，這種效應被量子干涉所掩蓋。

我們的實驗結果為光與物質的量子力學相互作用提供了新的視角，也為高度非經典的光場的產生提供了新的途徑。例如，我們可以利用這種方法來制造具有極高亮度的光子對源，接近理論極限。這種光子對源可以用于量子信息處理、量子計算、量子通信等領域，具有重要的應用價值。