科技商報(bào)廣州3月21日電（記者張佳欣）美國(guó)芝加哥學(xué)院和法國(guó)巴塞爾學(xué)院的科學(xué)家首次展示了辨識(shí)和操縱少量互相作用的光子（光能包）的能力，這種光子具有高度相關(guān)性。這一史無(wú)前例的成就是量子技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。研究論文20日發(fā)表在《自然·物理》雜志上。
愛因斯坦在1916年提出的受迸發(fā)射概念，為激光的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。而在新研究中，科學(xué)家觀察到了單光子的受迸發(fā)射。具體地說(shuō)，她們可檢測(cè)一個(gè)光子和一對(duì)從單個(gè)量子點(diǎn)散射的禁錮光子之間的直接時(shí)間延后。量子點(diǎn)是一種人工創(chuàng)造的原子。
研究人員表示，這為操縱所謂的“量子光”打開了房門。同時(shí)，這項(xiàng)基礎(chǔ)科學(xué)研究為量子提高檢測(cè)技術(shù)和光子量子估算的進(jìn)步開辟了公路。
光與物質(zhì)互相作用的形式吸引著越來(lái)越多的研究，比如干涉儀用光來(lái)檢測(cè)距離的微小變化。但是，量子熱學(xué)定理對(duì)這類設(shè)備的靈敏度設(shè)定了限制：在檢測(cè)靈敏度和檢測(cè)設(shè)備中的平均光子數(shù)之間。
研究人員表示，她們建造的設(shè)備在光子之間形成了強(qiáng)烈的互相作用，進(jìn)而使她們能觀察到與之互相作用的一個(gè)光子與兩個(gè)光子之間的差別。她們看見，與兩個(gè)光子相比，一個(gè)光子的延后時(shí)間更長(zhǎng)。有了這些特別強(qiáng)的光子—光子互相作用，兩個(gè)光子都會(huì)以所謂的雙光子禁錮態(tài)的方式糾纏在一起。
像這樣的量子光的優(yōu)勢(shì)在于，原則上頂尖的量子物理學(xué)技術(shù)在，它可使用更少的光子以更高的幀率進(jìn)行更靈敏的檢測(cè)。這對(duì)于在生物顯微鏡中的應(yīng)用很重要，尤其是當(dāng)光的硬度會(huì)毀壞樣品，但是科學(xué)家須要觀察的特點(diǎn)非常小的時(shí)侯。
研究人員表示，通過證明可辨識(shí)和操縱光子禁錮態(tài)頂尖的量子物理學(xué)技術(shù)在，新研究朝著將量子光用于實(shí)際用途邁出了至關(guān)重要的第一步。同時(shí)，可應(yīng)用同樣的原理來(lái)開發(fā)更高效的設(shè)備，以提供光子禁錮態(tài)，這將在生物研究、先進(jìn)制造、量子信息處理等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
【總編輯圈點(diǎn)】
光，是一門學(xué)院?jiǎn)?。研究光怎么穿越廣袤的宇宙空間，或研究微觀的光怎么表現(xiàn)出波粒二象性，都對(duì)現(xiàn)代科學(xué)有重要意義。有了對(duì)光的了解和操控，才有了現(xiàn)代技術(shù)，有了我們熟悉的光纖網(wǎng)路、電子設(shè)備。現(xiàn)在，科研人員成功控制了量子光，這被覺得是量子技術(shù)發(fā)展的里程碑式成果。精確控制量子世界總能迸發(fā)科學(xué)家無(wú)窮的探求欲望，這次成果，也能幫助業(yè)內(nèi)開掘相關(guān)量子元件的潛力，它在從生物研究到量子信息處理等眾多領(lǐng)域都能發(fā)揮重要作用。