量子力學由于其特殊的性質(zhì)可以勝過經(jīng)典應用。但這些相同的有利性質(zhì)也需要對量子系統(tǒng)有很多了解，這可能不是那么容易。研究人員現(xiàn)在開發(fā)了一種方法，可以實時可視化兩個糾纏光子的波函數(shù)。

他們稱之為雙光子數(shù)字全息術，但讓我們一步一步來。波函數(shù)是量子力學中一個關鍵的量，有了它，科學家們就可以了解一個特定物體的性質(zhì)。這里的物體是光子，也就是光的粒子，它們也被糾纏在一起。糾纏是一種奇特的狀態(tài)，其中這兩個光子是內(nèi)在聯(lián)系的。

測量光子的一個性質(zhì)會使波函數(shù)塌縮到一個特定的狀態(tài)，由于糾纏，這種變化會被糾纏的伙伴瞬間感知，無論它走得多遠。要了解量子態(tài)的性質(zhì)，需要很多次測量，而且態(tài)越復雜，需要的測量次數(shù)就越多。

一般來說，這被稱為量子層析，因為態(tài)是按“切片”來“成像”的。這項研究背后的團隊想出了一種更快更有效地進行量子層析的方法。他們用一個已知的量子態(tài)和他們試圖測量的態(tài)進行干涉。這會產(chǎn)生干涉圖案。從這些圖像中，可以了解量子態(tài)的性質(zhì)。

這就是全息術部分的由來。全息圖是三維物體的二維可視化。所以全息原理讓我們可以把一個三維系統(tǒng)的性質(zhì)降到二維。研究人員能夠利用未知量子態(tài)和已知態(tài)之間的干涉圖案，來重建未知波函數(shù)。

利用這種干涉全息技術重建了顯示陰陽符號的信號

但這不僅僅是一個有趣的理論方法。這種方法還依賴于一個能夠以每個像素納秒級分辨率記錄事件的相機系統(tǒng)。

渥太華大學的博士后研究員Alessio D'Errico在一份聲明中表示：“這種方法比以前的技術快得多，只需要幾分鐘或幾秒鐘，而不是幾天。重要的是，檢測時間不受系統(tǒng)復雜性的影響，這解決了投影層析成像中長期存在的可擴展性挑戰(zhàn)?！?/p>