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量子全息术,一个由量子纠缠带来的飞跃性突破

作者:冠创电子 日期:2021/4/16 16:06:16 人气:0

  曾几何时,全息图还只是存在于科幻小说中的奇思妙想,但随着激光的快速发展,这种技术已逐渐成为世人瞩目的焦点,它不再只出现在科幻作品中,而是存在于生活中的许多方面。现在,全息技术已成了数据存储、生物显微镜、医学成像和医学诊断等应用的重要工具。例如在一种被称为全息显微术的技术中,科学家会利用全息图来破译组织和活细胞中的生物机制。

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  这一惊人的光学技术是由匈牙利出生的英国物理学家丹尼斯·加博在20世纪50年代初提出的,加博因其发明于1971年获得诺贝尔物理学奖。

  在经典全息术中,这种技术通过将一束激光分成两条路径来绘制一个三维物体的二维图像。一条光路中的光束称为物光束,由摄像机或专用全息胶片收集形成全息图像。第二路径中的光束称为参考光束,它直接从镜面反射到收集表面上。

  对于经典全息图,两束光束之间的干扰是关键,干扰通常要求光是"连贯的",即它们无论何时何地都必须具有相同的频率。换句话说,光学连贯性对于任何全息过程都至关重要。作为高度连贯的光,激光在大多数全息系统中使用。然而,虽然这种方法在光的方向、颜色和极化方面可以很好地执行,但它也有明显的局限性,例如可能干扰其他光源和对外部物理环境不稳定的敏感性。

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  现在,格拉斯哥大学的一个学生物理教育学家研究团队找到了作为一种可以绕过这些中国传统文化局限来创造全息图的方法,为全息术带来了巨大飞跃性的突破。他们将新的方法进行发表在了近期的《自然-物理》杂志上。

  在传统全息术中,我们认为光首先必须干涉才能产生全息图;其次,光必须相干才能干涉。而在新的研究中,物理学家正是认为第二点“并不完全正确”才得以做出了突破。在新的方法中,他们同样用到了一束被分成两条路径的激光,但与之前不同的是,这两道光束永远不会重新聚合,他们利用的是一种被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”的奇异特性——量子纠缠。


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