單光子全息圖首次出爐 有望開(kāi)啟量子全息術(shù)新時(shí)代

　　據(jù)美國(guó)商業(yè)內(nèi)幕網(wǎng)站(Business Insider)消息，波蘭華沙大學(xué)的科學(xué)家首次制造出單個(gè)光子的全息圖。他們表示，最新研究可強(qiáng)化科學(xué)家對(duì)量子力學(xué)的理解，賦予他們一種看待量子現(xiàn)象的新方式，有望開(kāi)啟一個(gè)全新的量子全息術(shù)時(shí)代。

　　全息成像與攝影術(shù)不同，可以重現(xiàn)物體的空間結(jié)構(gòu)，讓人們看清其三維形狀。全息術(shù)利用了經(jīng)典的干涉現(xiàn)象——兩束波相遇會(huì)形成一束新波，但由于光子的相位(波的一種屬性)一直在波動(dòng)，經(jīng)典干涉無(wú)法用光子做實(shí)驗(yàn)。在最新研究中，華沙大學(xué)的物理學(xué)家通過(guò)使用量子干涉獲得了光子的全息圖，同時(shí)發(fā)現(xiàn)，在量子干涉中，光子的波函數(shù)相互影響。

　　研究人員解釋稱，波函數(shù)是量子力學(xué)的一個(gè)基本概念，與粒子處于某一特定狀態(tài)的可能性相關(guān)聯(lián)，也是薛定諤方程的核心，在有經(jīng)驗(yàn)的物理學(xué)家手中，這一函數(shù)能被用來(lái)“構(gòu)建”一個(gè)量子粒子系統(tǒng)的模型。

　　當(dāng)為光子對(duì)拍照時(shí)，研究人員拉多斯瓦夫·夏拉皮凱威克茲和邁克爾·賈徹拉注意到雙光子干涉現(xiàn)象。在雙光子干涉中，當(dāng)進(jìn)入分束器時(shí)，可區(qū)別的光子對(duì)隨機(jī)地活動(dòng)，但不可區(qū)別的光子對(duì)則表現(xiàn)出量子干涉，這影響了它們的行為：這些光子對(duì)要么被一起傳輸，要么被一起反射。

　　夏拉皮凱威克茲說(shuō)：“我們想知道，雙光子量子干涉是否同全息術(shù)中的經(jīng)典干涉一樣，可用狀態(tài)已知的光子進(jìn)一步獲得狀態(tài)未知光子的信息。分析讓我們得出了一個(gè)令人吃驚的結(jié)論，當(dāng)兩個(gè)光子表現(xiàn)出量子干涉時(shí)，這一干涉過(guò)程取決于其波陣面(同一波陣面上各點(diǎn)的振動(dòng)位相相同)的形狀。”

　　研究人員表示，最新實(shí)驗(yàn)對(duì)理解量子力學(xué)的基本法則有重要意義，也有助于更好地理解波函數(shù)的本質(zhì)。他們希望，借用這一方法制造出更復(fù)雜量子物體的全息圖。