一个国际研究团队开发了一种新方法来克服未来量子技术发展的关键挑战。

在 Physical Review X Quantum 杂志上发表的一篇新论文中，研究人员描述了他们如何通过让粒子在以前不可能的条件下纠缠来解决量子技术的一个关键问题。

他们的发现可能有助于推动新的量子增强成像和通信技术的发展。

量子纠缠是量子力学的一个迷人特性，它允许两个粒子保持紧密联系，无论它们之间的距离如何。

利用纠缠的系统支持许多潜在的技术突破，包括先进的显微镜和超安全通信系统。

然而，纠缠是一种脆弱且难以检测的特性，这使得在现实世界条件下可靠地使用它具有挑战性。

当成对纠缠的光子（光的粒子）通过多云或不透明的材料（如生物组织）或通过旋转的气体传播时，纠缠会恶化并变得无用。

来自英国格拉斯哥大学、Kastler Brossel 实验室和法国巴黎纳米科学研究所的研究人员开发了一种光学操纵技术，以保持光子在具有挑战性的条件下传播时的纠缠。

为了展示他们的技术，他们建立了一个实验，其中成对的纠缠光子通过散射层发送。 通常，这会导致光子向各个方向随机散射，并且纠缠变得无法检测。

令人惊讶的是，通过在粒子进入散射层之前对其进行作用，研究人员能够补偿它们在传播过程中遇到的干扰，并在输出端恢复纠缠。

巴黎纳米科学研究所和格拉斯哥大学的 Hugo Defienne 博士是该论文的通讯作者。 Defienne 博士说：“在光子穿过散射材料之前对其进行预混合，使我们能够在另一侧恢复纠缠。 这有点像将煎蛋卷变回鸡蛋，这在量子技术中尚属首次。

“我们开发的系统有可能通过在具有挑战性的情况下保持纠缠，使量子纠缠在现实环境中更加稳健。 这可能有助于推进量子显微镜的新应用，在量子显微镜中，纠缠的光子可以解析更高分辨率的组织样本图像，或者在通信中，信息可以更可靠地加密和传输。”

“我们研究的成功是一个团队在非常不同的光学领域的专业知识相结合的结果。 在巴黎，Sylvain Gigan 教授在使用光波整形技术操纵光子方面的经验得到了我与格拉斯哥大学的 Daniele Faccio 教授合作开发的量子成像方法和单光子相机的补充。”

“我们期待着在这项工作的基础上，在未来开发更多的应用程序。”

该团队的论文题为“Manipulation and certification of high-dimensional entanglement through a scattering medium”，发表于 Physical Review X Quantum。

这项工作得到了皇家工程院新兴技术教席计划、英国工程和物理科学研究委员会、欧盟地平线 2020 研究和创新计划以及欧洲研究委员会的资助。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南留学态度观点。