Ein einfacher Versuchsaufbau, der von Hanbury Brown und Twiss eingeführt wurde, um die Quantennatur des Lichts zu testen, besteht darin, einen Lichtstrahl mit extrem geringer Intensität auf einen Strahlteiler mit zwei Detektoren an den beiden möglichen Ausgängen des Teilers zu schicken. Dieser Aufbau wird auch als Intensitätsinterferometer bezeichnet.
Wenn das Licht tatsächlich gequantelt ist, dann sollte es unmöglich sein, dass die beiden Detektoren das Licht genau zur gleichen Zeit detektieren, da ein einzelnes Lichtquant nur in einem der Detektoren gemessen werden kann. Das HBT-Experiment misst die Korrelation von Intensitäten, weshalb die Funktion „zweiter Ordnung“ genannt wird. (Eine Funktion „erster Ordnung“ bezieht sich auf Amplituden.)
Die Korrelation \(g_{HBT}^{(2)}(0)\) wird automatisch über die folgende Gleichung berechnet
\(g_{HBT}^{(2)}(0)=\frac{R_{AB}}{R_{A}\cdot R_{B}\cdot \Delta t}\)
und liegt unabhängig vom Abschwächungsgrad des (Justage)lasers nahe bei 1.
Lägen Einzelphotonen vor, wären keine Zweifach-Koinzidenzen zu erwarten und die Korrelation \(g_{HBT}^{(2)}(0)\) müsste viel kleiner als 1 sein. Tatsächlich wird das Laserlicht quantenmechanisch durch einen kohärenten Zustand dargestellt. Unabhängig von der Abschwächung existieren im Laserlicht immer gleichzeitige Photonen, um \(g_{HBT}^{(2)}(0)=1\) als erwartetes Ergebnis zu erzielen. Die einfache Abschwächung des Lasers ändert nichts an der zugrunde liegenden Statistik (Poisson-Verteilung) des Lichts. Das bedeutet, dass es nicht möglich ist, Einzelphotonen-Experimente mit einem abgeschwächten Laser durchzuführen.
Das zweite HBT-Experiment wird mit einem Arm der Photonenpaarquelle durchgeführt. Die Photonenpaare werden in einem Beta-Bariumborat (BBO)-Kristall Typ I erzeugt. Man findet, dass \(g_{HBT}^{(2)}(0)\) nahe bei 1 liegt. Demnach ist ein einzelner Arm der Photonenpaarquelle keine Einzelphotonenquelle. Die Photonen befinden sich tatsächlich in einem thermischen Zustand, so dass man bei idealen Detektoren \(g_{HBT}^{(2)}(0)=2\) erwarten würde. Allerdings ist die Zeitauflösung der hier verwendeten Detektoren viel zu gering und die Integration führt zu dem Ergebnis \(g_{HBT}^{(2)}(0)=1\). Um Einzelphotonenexperimente mit einer Paarquelle durchzuführen, muss man die Information des zweiten Photons eines Paares verwenden, um einen Einzelphotonenzustand zu erzeugen, was im GRA-Experiment gezeigt wird.