物理学家在纠缠光实验中可视化量子阴阳

永远不要说科学家没有崇高的眼光。

物理学家最近将一个用于二元性和和谐性的中国符号编码和破译为两个纠缠光子的量子态，展示了一种新的分析技术的卓越效率。

来自罗马Sapienza大学和加拿大渥太华大学的研究人员使用了一种类似于流行的方法全息技术快速可靠地测量粒子位置的信息。

通过改进捕获纠缠粒子中各种状态关键细节的现有方法，该团队希望为工程师提供构成量子技术基础的新计算和成像工具。

单个光子，像任何粒子一样，最好被描述为在测量赋予它们坚硬的事实数字之前缓慢演变的可能性范围。极化、旋转、动量，甚至它们的位置，都像一枚硬币在空中翻滚一样不稳定，直到一只隐喻的手把它拍成一个单一的状态。

如果两个光子共享某种历史——就像从同一个钱包里取出两枚硬币——拍打一个光子就像在飞行中阻止另一个光子一样好。纠缠在一起，了解一个会让你衡量另一个，就好像它也被拍到位一样。

这种机会游戏的基本原理构成了量子计算机.许多称为量子比特的纠缠粒子可以读取它们的一种状态，从而快速回答特殊制定的数学问题。

然而，当粒子有这么多未确定的特征可供选择时，为什么只使用一种状态，将简单的2D量子比特变成“多维”圣城?

为了构建更复杂的粒子图像，物理学家可以采取一系列措施，就像使用多个X射线来构建物体的3D图像一样。计算机断层扫描.

适应的一个主要问题量子层析成像捕获粒子的多个维度是所需的工作。随着读取状态数量的增加，测量值急剧上升，花费时间并大大增加出错的风险。

双光子数字全息术可以改变这一点。正如传统的全息图允许我们从2D表面检索3D信息一样，可以使用波相互干扰的方式，从一对光子之间携带的几个细节中快速准确地推断出额外的维度。

物理学家已经利用纠缠粒子的干涉来绘制隐藏物体的地图，即所谓的鬼影成像.只要足够了解一个光子沿着一条路径发送的位置，就有可能通过重叠它们的波来了解其伙伴沿着第二通道旅行的秘密。

应用全息术技巧，研究人员能够在两个分离的光波的干扰下读取位置信息，恢复足够的信息以重新创建编程到光子发生装置中的阴阳符号。

就像阴阳看起来一样简单，这个单一的静态图像代表了在短时间内测量众多量子态的重大飞跃。

“这种方法比以前的技术快得多，只需要几分钟或几秒钟，而不是几天，”说渥太华大学物理学家Alessio D'Errico。

“重要的是，检测时间不受系统复杂性的影响 - 这是投影断层扫描中长期存在的可扩展性挑战的解决方案。

这项研究发表于自然光子学.

宝宝起名