科学家开启了操纵“量子光”的大门

发布时间：2023-03-27 09:11:52 所属栏目：外闻来源：

导读：艺术家对光子与人造原子相互作用后如何结合在一起的影象。来源：巴塞尔大学

悉尼大学和瑞士巴塞尔大学的科学家首次展示了操纵和识别少量相互作用光子（光能包）的能力，具有高度相关性。

受激光发射，由爱因斯

艺术家对光子与人造原子相互作用后如何结合在一起的影象。来源：巴塞尔大学

悉尼大学和瑞士巴塞尔大学的科学家首次展示了操纵和识别少量相互作用光子（光能包）的能力，具有高度相关性。

受激光发射，由爱因斯坦在1916年假设，被广泛观测到大量的光子，为激光的发明奠定了基础。通过这项研究，研究人员现在已经可以观察探测到有用的单光子的不同波长的受激发射。

通过观察一个多世纪前光如何与物质相互作用，科学家们发现光不是粒子束，也不是能量的波模式，而是表现出这两种特征，称为波粒二象性。

无论是光如何穿越星际介质的广阔空间还是激光的发展，对光的研究都是一门具有重要实际用途的重要科学。没有这些理论基础，几乎所有的现代技术都是不可能的。没有手机，没有全球通信网络，没有电脑，没有GPS，没有现代医学成像。

通过光纤在通信中使用光的一个优点是光能，光子，不容易相互作用。这在最小光速下极大地实现了近乎物理无失真的高精度信息传输。

例如，光用于使用称为干涉仪的仪器测量距离的微小变化。这些测量工具现在已经司空见惯，无论是在先进的医学成像中，还是用于重要但可能更平淡无奇的任务，如对牛奶进行质量控制，还是以LIGO等复杂仪器的形式出现，LIGO于2015年首次测量引力波。

联合主要作者，巴塞尔大学的Natasha Tomm博士说：“我们建造的设备诱导了光子之间的强烈相互作用，我们已经能够观察到一点到一个平行世界的光子与一点到两个平行世界的光子相互作用之间的差异。这些发现表明，我们可以通过改变光子的速度来控制它们之间的相互作用。

“我们观察到，与两个光子相比，一个光子延迟的时间更长。通过这种非常强烈的光子 - 光子相互作用，两个光子以所谓的双光子束缚的形式纠缠在一起。

像这样的量子光有一个优点，因为它原则上可以使用更少的光子进行更灵敏的测量，分辨率更高。这对于生物显微镜中的应用非常重要，因为大光强度会损坏样品，并且要注意观察的特征特别明显的小。

“我研究的下一步是看看如何使用这种方法来生成对容错量子计算有用的状态，这是数百万美元的公司，如PsiQuantum和Xanadu正在追求。

汤姆博士说：“这个实验很漂亮，不仅因为它验证了一个基本效应 - 受激发射 - 在其最终极限，而且还具有代表意义的了向先进航天发射应用市场迈出的具有巨大社会意义的技术进步。

“我们可以应用相同的原理来开发更有效的器件，为我们提供光子束缚状态。这对于广泛的应用领域非常有前途：从生物学到机器人的先进制造和未来的量子信息处理。

人造原子（量子点）在波鸿制造，并用于巴塞尔大学纳米光子学小组进行的实验。关于这一发现的理论工作由悉尼大学和汉诺威莱布尼茨大学的Mahmoodian博士进行。

（编辑：汽车网）

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