【顯微鏡利用幽靈行動在距離】

明道

【顯微鏡利用幽靈行動在距離】

 

斑： 創建使用糾纏的圖像更清晰

愛因斯坦被稱為"幽靈"可能導致非常現實的好處對於生物學家，日本的物理學家最新研究的現象。

他們提高了信號雜訊比的基於相位的顯微鏡利用糾纏 — — 之一他們瞬間搞定量子態的另一種，無論相隔多遠都可以測量的粒子之間的連通。

這種改進的性能，研究者說，可能是特別有用，學習細膩透明的樣本，如生物組織的時候。

對光波的相位現代顯微鏡的重要作用。

標準光學顯微鏡記錄中途經或物體反射的光的強度的變化，但是這種方法產生非常低對比度圖像時受到樣本是高度透明。

而利用相位產生圖像記錄通過不同的折射率地區穿越一個樣本的光線的干擾的顯微鏡。

這種裝置非常適合於成像，活細胞，例如，高度透明、 對強光極為敏感。

更多的信號，雜訊更低

在最新的工作中，茂樹竹和北海道大學的同事們使用糾纏的光子來提高性能"微分干涉相襯顯微鏡"（灰顯）。

這種類型的設備將一束鐳射拆分成兩個新的光束集中在連續的點，在飛機上的樣品。

雙連梁是橫跨樣品 — — 被聚焦了一組鄰近點後另一個 — — 掃描並作出重組並插手一個合適的探測器。

這種方式，該設備揭示了折光指數的變化，因此，樣品成分。

因為每一個光子雷射光束有經驗階段，從昏暗的使用非糾纏光束信號 (N) 束中的光子數量與比例。

為相關與離散的光子計數的統計誤差，詳細介紹了雜訊等於N的平方根，普通的微弱信號信噪比也因此 √N。

但如果這些光子糾纏，他們每個人感覺相N倍，從而相乘信號及提高信號的信噪比的 √N的另一個因素. 在他們的實驗中，竹內一男和他的同事用什麼被稱為中午國家 — — 所謂，因為他們是N水準偏振方向 （垂直模式中的"0"光子） 與個光子的量子疊加和N垂直極化光子 （以"0"在橫屏模式下)。

利用這些中午態，糾纏的光子 （即在這裡N是 2） 的團隊生成對圖像的字母"Q"蝕刻 17 毫微米深在一個玻璃盤子。

研究者用平均 460 光子對創建圖元為單位），並能夠獲得很多更好的對比度比可能使用單一 (古典) 光子 （見圖）。

事實上，研究人員發現糾纏 1.35 — — 略低於預期值的 √ 2 因數改善昏暗的信號雜訊比 （即 1.41) 由於非完美雙光子量子干涉效應。

中午有禁忌嗎？

瓦立克寶榮，在澳大利亞，昆士蘭大學的量子物理學家稱讚最新作品量子測量和生物學上的應用的一個步驟中的一個里程碑。

但他表示日本小組取得的精度遠不如傳統相襯顯微鏡先進的。

而不是固守與中午的國家，他認為，竹內一男和同事們可能是最好使用另一種形式的非經典光被稱為"擠光，可以在明亮的光束產生的非常低的噪音水準，已經在引力波探測器中使用。

竹內一男和他的同事現在正在建設他們配音為生物成像量身定做更方便使用者使用的原型。

但竹內承認它將難以進一步增加糾纏光子 — —，所以提高信號的信噪比 — — 使用該集團的現有源的糾纏 （參量下轉換從一個傳統的非線性晶體）。

中午狀態使用 10 個或更多的光子，竹內說，相反可以通過一種特殊的晶體，使用較少力量並生成較小的光學損失或通過使用那種光子在量子計算中使用的電路。

這是一個真正令人興奮的挑戰，在基礎科學和應用程式，他補充道。

研究的細節是arXiv上可用.

關於作者

愛德溫 · 裡奇是一個總部設在羅馬的科學作家

 

 

引用：http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?from=&to=zh-CHT&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2014%2Ffeb%2F19%2Fmicroscope-exploits-spooky-action-at-a-distance