澳洲雪梨大學與瑞士巴塞爾大學的科學家們發表最新研究,稱可以操縱和識別「量子光」(quantum light),將對量子計算等科技應用領域有正面影響。

綜合媒體報導,該研究刊登於《自然‧物理學》期刊,報告稱研究人員成功地操縱和識別了少量相互作用的光子,這項工作代表了量子技術前所未有的里程碑式發展。

愛因斯坦1917 年發表的論文《關於輻射的量子理論》就提出的雷射理論,解釋了光子如何觸發原子去發射更多光子,這個通過受激發射進行光放大的過程就會產生激光(雷射)。而此次研究是首度有科學家觀察並影響單個光子的受激發射。

科學家表示,此研究顯示,學者可以直接測量出單光子、雙光子束縛態、三光子束縛態之間的時間延遲,且時間隨著光子數增加變得更短,原因與受激發射相關。

雪梨大學博士撒哈德‧馬穆迪(Sahand Mahmoodian)表示,這為我們對所謂「量子光」進行操作打開了大門,這一基礎科學研究也為量子測量技術和基於光子的量子計算機開闢了道路。

從通訊網路到醫學成像技術,都須依靠光子與物質互相交互作用,這次的研究也給未來學者們更多的研究方向。

巴塞爾大學博士娜塔莎‧湯姆(Natasha Tomm)表示,他們觀察到,與兩個光子相比,一個光子的延遲時間更長,通過這種非常強烈的光子間相互作用,兩個光子以所謂的雙光子束縛態的形式糾纏在一起。就此,讓我們開發出更靈敏的測量方法,同時使用更少的光子,分辨率更高,更適合應用在生物顯微方面。

湯姆最後也表示,我們可以應用相同的原理來開發其他更為高效能的設備,為我們提供光子束縛狀態。這項領域很有前途,可以發展出更廣泛的應用:從生物學到先進製造工藝以及量子訊息處理等。

最新研究報告指出,科學家們可以操縱和識別「量子光」(quantum light)。圖為本研究作者雪梨大學博士撒哈德‧馬穆迪(Sahand Mahmoodian,左)與巴塞爾大學博士娜塔莎‧湯姆(Natasha Tomm,右)   圖:翻攝自雪梨大學網頁/新頭殼組圖