Der Hong-Ou-Mandel (HOM)-Effekt ist ein grundlegendes Phänomen in der Quantenoptik, das auf der nicht unterscheidbaren Natur von Photonen beruht. Dieser Effekt wurde erstmals 1987 von Chung-Ki Hong, Zhe-Yu Ou und Leonard Mandel demonstriert.

Um den HOM-Effekt zu beobachten, müssen zwei Photonen nicht unterscheidbar sein,was bedeutet, dass sie in jeder Hinsicht gleich sein sollten, wie beispielsweise in Polarisation, Wellenlänge, Drehimpuls etc.. Wenn diese beiden nicht unterscheidbaren Photonen auf einen Strahlteiler treffen, treten sie immer aus demselben Ausgangsport des Strahlteilers aus. Dieser Effekt wird als Quanteninterferenz bezeichnet und steht im Gegensatz zur klassischen Beschreibung.

Der HOM-Effekt wird beobachtet, indem zwei Detektoren an den beiden Ausgangsports einesStrahlteilers platziert werden; diese Technik wird als Koinzidenznachweis bezeichnet. Der Koinzidenznachweis hängt von der Nichtunterscheidbarkeit der beiden Photonen ab. Wenn die beiden Photonen wirklich nicht unterscheidbar sind, werden sie im selben Detektor erfasst, während sie, wenn sie unterscheidbar sind, in verschiedenen Detektoren erfasst werden. Die Nichtunterscheidbarkeit zeigt sich als ein Einbruch im Koinzidenznachweis, bekannt als HOM-Dip.

Der HOM-Effekt wird verwendet, um verschränkte Photonpaare zu erzeugen und zu manipulieren, die in der Quantenkommunikation und bei Sicherheitsprotokollen sowie in der Quantenbildgebung eingesetzt werden.