物理学家在纠缠的中午州测量光子

多伦多物理学学生詹姆斯Bateman（左）和李罗泽姆（右）LED一项研究，该研究在纠缠的中午状态成功地测量了多个光子。这项工作铺平了使用量子状态实现下一代超精密测量技术的大量进步的方式。

来自多伦多大学的物理学家在纠缠的中午状态成功地测量了多个光子，克服了使用量子力学的测量科学的重大挑战，并将门打开到下一代超精确测量技术。

多伦多大学的物理学家在多伦多大学使用量子力学克服了测量科学的重大挑战。他们的工作铺平了使用量子状态实现下一代超精确测量技术的大量进步的方式。

“我们已经能够使用光子 - 近在咫尺的光 - 根据古典物理学的分辨率进行测量 - ”李罗佐，博士说，“李罗扎米说。 Aepharim Steinberg教授的候选人在T的物理系U的Quantum Optics Research Group，以及其中一个引导作者以及M.SC.候选人James Bateman关于今天在线发布的发现在线审查信件。“这项工作开辟了使用纠缠灯的光线来实现超精确测量的路径。”

许多最敏感的测量技术，从超精密原子钟到世界上最大的望远镜，依赖于检测波之间的干扰 - 例如，当两个或更多个光束在同一空间中碰撞时发生。通过在称为“纠缠”状态的特殊量子状态中产生光子来操纵干扰 - 这类国家被持怀疑态度的albert爱因斯坦被认为是“远程幽灵动作”的状态 - 提供了结果rozema和他的同事正在寻找。它们使用的纠缠态包含N个光子，这些光子都保证在干涉仪中采取相同的路径 - 任一n次采取左手路径或所有n拍摄右侧路径，但没有光子离开包。

在称为“干涉仪”的设备中测量干扰的影响。众所周知，通过通过它发送更多光子，可以提高这种装置的分辨率 - 当使用更多的光束时，当使用经典光束时，增加了100系数100的光子数（光强度）可以提高分辨率干涉仪为10倍。但是，如果以量子缠结状态制备光子，则通过相同的全因子100增加，增加100倍的增加应提高分辨率。

通过使用纠缠的光子可以改善科学界已经可以改善分辨率。一旦科学家们突出了如何缠结多个光子，理论被证明是正确的，而只是达到一点。随着缠结的光子的数量上升，所有光子的差异到达相同的检测器，同时变得天文学，使技术在实践中无用。

因此，Rozema和他的同事开发了一种使用多个探测器的方法，以便测量纠缠状态的光子。它们设计了一种使用“纤维带”来收集光子的实验装置，并将它们发送到11个单光子探测器的阵列。

“这让我们允许您捕获几乎所有最初发送的多光子，”Rozema说。“将单个光子以及两个，三个和四个缠结的光子一起进入我们的装置，显着提高了分辨率。”

T的U实验建于新加坡国立大学Meaticisist Mankei Tsang的提案。在2009年，曾经在每个可能的位置处于将探测器放置的想法，光子可以达到，以便可以记录每个可能的事件，无论是多个光子是否符合相同的检测器。这将能够计算所有检测到的光子的平均位置，并且可以在不必丢弃它们中的任何一个时进行。该理论用两张光子和两位探测器迅速测试，由渥太华大学罗伯特博览会

“虽然两个光子优于一个，但我们已经表明，11个探测器远远超过两个，”Steinberg说，他们总结了他们对Boyd的效果的进步。“随着技术的进展，使用高效探测器阵列和按需缠结的光子源，我们的技术可用于测量具有更高分辨率的越来越高的光子。”

发现在6月6日在6月6日出版的物理审查信件中发表了“使用缠绕的光子”的“可扩展空间超级度量”的研究中报告。建议作为编辑的建议，并伴随着期刊物理学中的评论，该物理学将工作描述为有效地观察到可以提高成像和光刻系统精度的超级溶解空间干扰条纹的可行方法。

除了斯坦伯格，Rozema和Bateman的合作者还包括北海道和大阪大学Ryo Okamoto的Dylan Mahler，Amir Feizpour和Alex Hayat，现在在The Technion - 以色列理工学院。加拿大自然科学和工程研究委员会和加拿大先进研究所以及山田科学基金会提供了对该研究的支持。

出版物：Lee A. Rozema，等，“使用缠结的光子”可伸缩的空间超级凝固，“物理。莱特牧师112,223602,2014; DOI：10.1103 / physrevlett.112.223602

研究报告的PDF副本：使用缠结的光子可伸缩的空间超分辨率

图像：Diana Tyszko.