美DARPA資助軍用級量子激光器研究
圖片來源：美國趣味科學網站
據美國趣味科學網站12日報道，美國國防部高級研究計劃局（DARPA）向建造“量子光子二聚體激光器”原型的科學家團隊提供了100萬美元資助。這種激光器利用量子糾纏將光粒子“黏合”在一起，以產生高度聚焦的激光束。這些激光束能夠穿透濃霧等惡劣天氣，有望在軍事應用中展現出優異性能，如在惡劣環境下監視和安全通信等。
激光在軍事行動中發揮著至關重要的作用，廣泛應用于衛星通信、目標定位、雷達（光探測和測距）等測繪和跟蹤系統。傳統激光器的工作原理是：刺激原子中的電子一致振蕩，當這些電子從高能態躍遷到低能態時，會釋放出波長和相位均勻的“相干光”。這些“相干光”會在激光設備內部的反射鏡之間反射，“變身”為聚焦的激光束。
量子糾纏是量子力學領域一種奇怪而復雜的現象，即使兩個粒子相距很遠，也能緊密聯系在一起，一個粒子的狀態會立即影響另一個粒子的狀態。此次研究使量子光子二聚體激光器可以在更遠距離和不利條件下保持其精度和強度。
研究人員解釋稱，光子在傳播時會對信息進行編碼，但在大氣層中傳播時，環境對其破壞作用很大。量子光子二聚體激光器利用量子糾纏過程，讓兩個光子彼此“牽絆”，進而產生所謂的光子二聚體。盡管這些光子仍會受到大氣的影響，但它們可以相互“保護”，從而保留一些相位信息。這種特性增加了激光的能量和穩定性，使其在長距離傳輸和高溫等不利條件下表現出更好的性能。
研究人員表示，該技術還有望應用于量子計算和電信領域，可能帶來更快且更安全的數據傳輸方式。
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