美國國防部正在研發一種「量子激光」技術,據稱可以克服現在激光的各種弱點,包括怕極端氣溫及濃霧、遠距離傳輸能力差等。
激光是透過特殊技術把普通光增強後形成的光束。自從上個世紀六十年代誕生以來,已經廣泛應用在當代社會的方方面面:從通訊到醫學手術,再到日常收銀,都在使用激光技術。可以說,現代文明已經離不開激光技術。
然而,現在的激光技術有許多弱點。雖然它是增強的光束,它仍然是光,對普通光會產生不利影響的因素一樣限制著激光的應用。例如,濃霧、極端的氣溫,甚至較長的距離,都會弱化激光的能力。
現在,華盛頓大學(Washington University)和德州農工大學(Texas A&M University)的一個合作研究小組,得到美國國防部高級研究計劃局(Defense Advanced Research Projects Agency,DARPA)一筆分期兩年、總計100萬美元的撥款,研發一種量子光子二聚體激光(quantumphotonic-dimerlaser)設備。
顧名思義,這種設備將藉助物理學量子技術。美國《大眾力學》(Popular Mechanics)雜誌6月17日的報道說,這種設備將使用兩個由特殊技術控制的光粒子,產生一道激光,也就是所謂的二聚體。這兩個光粒子將形成量子糾纏的狀態,使激光能抵抗各種不利環境因素的影響。
計劃負責人華盛頓大學副教授沈榮宗(Jung-Tsung Shen,音譯)在媒體發布稿中說:「在空氣中的傳播過程會破壞光子編碼的訊息,現在把兩個光子綁定在一起,它們可以互相保護對方,儘管仍然會受到空氣的影響,但至少某些相位資訊可以保存下來。」
但是,由於光子不帶電,所以要讓兩個光子形成糾纏比較困難。沈榮宗說,他們把兩個不同顏色的光子「膠合」在一起,讓它們的行為特性就像一個藍色光子所展現的一樣。這項研究將探索找到這些光子的最佳狀態,使它們能夠抵禦如濃霧、極端氣溫等因素的影響。這項技術將為激光通訊、成像產業帶來巨大的變化。
沈榮宗說:「量子糾纏是兩個光子之間的連結。我們想利用這個優勢發明創新的技術。量子糾纏狀態可以做很多我們現在想都不敢想的事情;而這,只是冰山一角。」◇
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