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量子探测器可以从一个光子产生正ID

量子探测器可以从一个光子产生正ID

作者:桑茏珩  时间:2017-09-07 10:25:49  人气:

作者:Colin Barras它可能是最终的窥探工具:一个可以识别物体而不与它们相互作用的光子所以说一群物理学家已经开发出一种方法来检测已知物体的存在而不会看到它十多年来,物理学家一直在试验鬼影成像 - 识别物体而不直接观察它们他们分开激光束,用一半照亮目标物体,然后放置一个高精度光子探测器另一半被发送到作为相机的第二光子探测器 - 两个探测器与激光源等距激光偶尔会在同一时间产生两个相同的光子,这些光子在激光束中占据相同的位置,即使光束被分开因此,通过仅在两个光子探测器记录同时命中时收集空间信息,目标物体的虚拟阴影逐渐出现在“相机”探测器上,因为只有通过目标物体而不是将其击穿的相同光子将到达后面的探测器但纽约罗切斯特大学的罗伯特·博伊德说,需要许多相同的光子来构建阴影,使得鬼影成像不适合黑暗条件 “我们当然可以通过搜索灯照亮物体,但这样做会宣告我们正在寻找并放弃我们的位置这一事实,”他说与同事一起,他提出了一种替代方法,理论上可以从单个光子对中识别物体,从而避免在低光照条件下进行探测博伊德的系统依赖于全息板,必须事先构建,并且到目前为止只能识别透明物体首先,通过感兴趣的物体发送激光束,其以特征图案修改光束在物体之外,使光束干涉来自不同方向的第二“参考”激光束,并将得到的干涉图案记录在全息板上每次使用来自不同方向的参考光束时,对于观看者有兴趣识别的所有对象重复该过程 Boyd说,单个全息板可以存储多达10,000个这样的图像然后将全息板结合到“重影成像”装置中这次,分束光束中的一个被引导到全息板而不是第二光子检测器上关于鬼影成像中使用的相同光子对是否与量子能级纠缠在一起存在一些疑问,但新系统中的相似光子对似乎确实存在这是因为如果修改了一个的行为,则另一个的行为以相同的方式改变,而不管它们之间的距离如何当纠缠光子对的一个成员通过穿过待识别的物体而被修改时,其穿过全息图的对也以相同的方式被修改这些修改导致光子在由用于产生全息图案的参考光束指定的方向上衍射全息板后面的一系列探测器 - 每个探测器与预期的衍射方向之一对齐 - 使得识别感兴趣的物体成为可能博伊德说,它只需要一个检测到的光子对来建立物体的身份 - 尽管在现实世界中探测器不会记录每个入射光子的命中,因此可能需要几个来获得正ID该系统确实有一些缺点 - 例如,它只能识别已经编码到全息板中的对象但是有些情况,例如在军事背景下,这种情况仍然有用 “我们可能只是想知道这是我们的飞机还是他们的飞机,”博伊德说但是在该技术可以用于这种设置之前,它必须适合于使用不透明而不是透明的对象 2008年,位于巴尔的摩郡马里兰大学的一支团队成为第一个展示鬼影成像技术的团队,该技术使用散射在物体上的光子(物理评论A,DOI:10.1103 / PhysRevA.77.041801) - 就像标准摄影一样 - 而不是比通过它传播的那些博伊德说,原则上应该可以采用新技术来处理这种散射光子但是,马里兰团队的成员Yanhua Shih认为,即使这是可能的,结果将与他的相机通过使用数千个光子产生的物体的清晰图像无法匹敌 “一些光子只能提供非常有限的信息,但研究小组可能会对此感到满意,”他说期刊参考:物理评论快报,DOI:10.1103 / physrevlett.104.163602关于这些主题的更多信息: