量子光學決定性突破 科學家稱已能操縱少量光子

編譯/高晟鈞

在近期的一項時間中,來自雪梨大學物理學院的Sahand Mahmoodian表示,他們已經能夠操縱少量的單個光子,並描述了如何迫使兩個光子相互作用,為量子光學打開了大門。

量子光學決定性突破 科學家稱已能操縱少量光子。示意圖/123RF

來自巴塞爾大學的共同作者Natasha Tomm這樣形容這項實驗:「這個實驗很漂亮,不僅因為它驗證了一個愛因斯坦所提出的基本光效應──受激輻射而已。這項實驗超越了光子極限,更為往後光領域技術的多樣性奠定了良好基礎。」

量子物理學是對亞原子的研究,諸如:光子、夸克和中微子等等。光子則是構成可見光或是其他任何電磁波長的無質量粒子,具有波粒二象性,這意味著光子同時具有波與粒仔的特性。

在實驗當中,科學家們將單個光子和一對束縛光子射向稱為「原量子點」的人造原子,他們發現,他們能測量光子自身與束縛光子之間的時間延遲。Sahand表示:「這項實驗為量子測量技術和光子量子計算的進步開闢了一條羅馬大道。」

光子通常不會相互影響,也使得光傳輸幾乎不會造成信息失真,非常適合通過光纖進行通信。另外,通過操縱少量的光子進行相互作用,科學家們可以比較相互作用的光子與單光子間的測量差異來獲得高質量的讀數,以防使用過量的光造成物品損壞或是無法提供足夠的分辨率,例如,生物顯微鏡。

這種操縱少量光子的過程,被稱為受激發光,與一般的雷射過程類似,只是後者使用的光子更多。這些對少量光子的操控技術促成了一系列包含GPS、計算機、醫學成象和全球通信網路的技術革新。最重要的是,這項技術有助於製造更好的量子計算機。

Tomm表示:「我們可以開發更高效的設備,為我們提供光子束縛態。這項技術的應用範圍更是可以涵括從生物學的製造,到光量子信息的處理。」

資料來源:Newsweek

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