量子研究人員推翻了60年的激光限制

澳大利亞量子理論家團隊展示了如何打破人們一直認為的限制，從根本上限制了激光的相干性，這一界限已經有60年了。激光束的相干性可以看作是連續發射到同一相位的光束中的光子(光的粒子數)(全部一起揮動)。它決定了它執行各種精密任務的能力，例如控制量子計算機的所有組件。

現在，在《自然物理學》上發表的一篇論文中，格里菲斯大學和麥格理大學的研究人員表明，新的量子技術為使這種相干性大大超出人們想象的可能性提供了可能性。

格里菲斯量子動力學中心主任兼項目負責人懷斯曼教授說：“傳統觀點可以追溯到1958年美國物理學家Arthur Schawlow和Charles Townes發表的著名論文。”

他們每個人的激光工作都獲得了諾貝爾獎。

他說：“他們從理論上證明光束的相干性不能大于激光器中存儲的光子數量的平方。”

“但是他們對如何向激光器添加能量以及如何釋放能量以形成光束做出了假設。

“這些假設在當時是合理的，并且仍然適用于當今的大多數激光器，但是量子力學并不需要這些假設。”

麥格理大學(Macquarie University)副教授多米尼克·貝里(Dominic Berry)說：“在我們的論文中，我們已經證明，量子力學所施加的真正限制是相干性不能大于激光器中存儲的光子數量的四次方。”

“當存儲的光子數量很大時(通常是這種情況)，我們的新上限比舊上限大得多。”

但是，能否實現這種新的連貫性界限?“是的，”懷斯曼教授小組的研究員納里曼·薩達特曼德博士說。

“通過數值模擬，我們發現了一種激光的量子力學模型，該模型在與傳統激光束無法區分的光束中達到了相干的理論上限。”

那么什么時候我們會看到這些新的超級激光?博士特拉維斯·貝克(Travis Baker)表示：“可能暫時不會。” 格里菲斯大學項目的學生。“但是我們確實證明了使用超導技術構造真正的量子受限激光器是可能的。這與當前最好的量子計算機中使用的技術相同，我們提出的設備可能會在該領域中得到應用。”

懷斯曼教授說：“我們的工作提出了許多有趣的問題，例如它是否可以允許使用更高能效的激光器。這也將帶來巨大的好處，因此我們希望將來能夠對此進行調查。”