科技日?qǐng)?bào)2023年3月21日?qǐng)?bào)道，澳大利亞悉尼大學(xué)和瑞士巴塞爾大學(xué)的科學(xué)家首次展示了識(shí)別和操縱少量相互作用的光子（光能包）的能力，這些光子具有高度相關(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2023年3月20日發(fā)表在《自然·物理》雜志上。

愛(ài)因斯坦在1916年提出的受激發(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激發(fā)射。具體地說(shuō)，他們可測(cè)量一個(gè)光子和一對(duì)從單個(gè)量子點(diǎn)散射的束縛光子之間的直接時(shí)間延遲。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”打開了大門。同時(shí)，這項(xiàng)基礎(chǔ)科學(xué)研究為量子增強(qiáng)測(cè)量技術(shù)和光子量子計(jì)算的進(jìn)步開辟了道路。

光與物質(zhì)相互作用的方式吸引著越來(lái)越多的研究，例如干涉儀用光來(lái)測(cè)量距離的微小變化。然而，量子力學(xué)定律對(duì)這類設(shè)備的靈敏度設(shè)定了限制：在測(cè)量靈敏度和測(cè)量設(shè)備中的平均光子數(shù)之間。

研究人員表示，他們建造的設(shè)備在光子之間產(chǎn)生了強(qiáng)烈的相互作用，從而使他們能觀察到與之相互作用的一個(gè)光子與兩個(gè)光子之間的差異。他們看到，與兩個(gè)光子相比，一個(gè)光子的延遲時(shí)間更長(zhǎng)。有了這種非常強(qiáng)的光子—光子相互作用，兩個(gè)光子就會(huì)以所謂的雙光子束縛態(tài)的形式糾纏在一起。

像這樣的量子光的優(yōu)勢(shì)在于，原則上，它可使用更少的光子以更高的分辨率進(jìn)行更靈敏的測(cè)量。這對(duì)于在生物顯微鏡中的應(yīng)用很重要，尤其是當(dāng)光的強(qiáng)度會(huì)損壞樣品，并且科學(xué)家需要觀察的特征特別小的時(shí)候。

研究人員表示，通過(guò)證明可識(shí)別和操縱光子束縛態(tài)，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，以提供光子束縛態(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。

（來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)）