量子观测影响量子_ 实现从光源中提取隐藏的量子信息，量子物理学的发展厉害了！

当前的超分辨率显微镜或微阵列激光扫描技术以其高灵敏度和非常好的分辨率而闻名。虽然实现了高光功率来研究样品，但是这些样品可能是光敏的，因此当被这些装置照射时可能被损坏或干扰如今，量子光成像技术的应用越来越重要，因为它们的分辨率和灵敏度可以超过经典极限。此外，量子光成像技术不会损坏样品。因为量子光是作为单光子发射的，它利用纠缠特性来获得较低的光强范围

现在，尽管量子光和量子探测器的使用在过去几年中稳步发展，但仍有一些问题需要解决。量子探测器本身对经典噪声很敏感，这种噪声最终可能非常严重，以至于它可以减少甚至消除所获得图像的任何类型的量子优势。因此，一年前启动的欧洲量子显微镜项目(European Q-MIC project)集合了一个拥有不同专业知识的国际研究团队，开发并实施量子成像技术，创造出一种可以超越当前显微镜技术能力的量子增强型显微镜。

在发表在《科学进步》杂志上的一项研究中，格拉斯哥大学的研究人员雨果·迪芬恩和丹尼尔·法西奥以及Q-MIC项目的合作伙伴报道了一种新技术，该技术利用图像蒸馏从包含量子和经典信息的照明源中提取量子信息在实验中，研究人员使用两种来源来创建“死”猫和“活”猫的组合最终图像激光触发的量子源用于产生纠缠光子对，光子对照亮晶体，并通过滤光器或“量子猫”产生“死猫”(800纳米)的红外图像，而它们使用带有发光二极管的经典光源产生“活猫”的图像

然后，通过光学设置，两个图像被叠加，并且组合的图像被发送到被称为电子倍增器电荷耦合器件(EMCCD)的特殊的电荷耦合器件照相机通过该装置可以观察到，理论上，两个光源具有相同的光谱、平均强度和偏振，使得它们与单独的强度测量无法区分。然而，尽管来自相干经典光源(发光二极管)的光子是不相关的，但是来自量子光源(光子对)的光子是空间相关的通过使用一种算法，研究人员可以在适当的位置使用这些光子相关性来分离条件图像。

，其中两个光子到达相机上的相邻像素，并分别检索“量子照明”图像因此，在从直接总强度图像中减去量子图像之后，也可以恢复经典的“活猫”图像这种方法的另一个令人惊讶的问题是，即使经典照明高出十倍，研究人员也能提取出可靠的量子信息。研究表明，即使高经典照度降低图像质量，仍能获得清晰的量子图像形状图像。这项技术为量子成像和量子增强显微术开辟了一条新的途径，旨在观察超灵敏样品。

(博科公园插图)图像是通过在相机上累积光线获得的。利用这项技术，研究人员可以分离出“死猫”的量子图像，并从图像中减去总图像，从而获得“活猫”的经典图像。照片:格拉斯哥大学/迪芬恩大学

此外，这项研究的结果表明，这项技术可能是量子通信的一项重要技术。混合和提取量子光和经典光以携带特定信息的能力可用于加密技术和信息编码。特别是，当使用常规检测器时，它可以用于隐藏或加密信号中的信息这种方法改变了科学家编码和解码图像信息的方式。研究人员还希望它能在从显微镜到隐藏激光雷达等领域得到应用。

boko garden | research/from:ICFO

reference journal science progress

doi:10.1126/sci adv . aax 0307

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