新的全息技術為量子計算開辟了道路
攝影術中會測量不同顏色的光線照射到膠片上的程度情況。然而,光也是一種波,因此也具有相位特征。相位指定了一個點在波周期內的位置,并與信息深度相關,這意味著記錄被物體散射的光的相位可以恢復其完整的三維形狀,而這不能用一張簡單的照片獲得。這是光學全息攝影的基礎,在《星球大戰(zhàn)》等科幻電影中,就有全息圖技術的相關科幻場景。 但問題是,照片/全息圖的空間分辨率受到光波長的限制,大約或略低于1μm(0.001 mm)。對于宏觀物體來說,這是可以的,但當進入納米技術領域時,它就開始失效。 現(xiàn)在,來自瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院(EPFL)的Fabrizio Carbone實驗室的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種方法來觀察光在最小尺度上的行為,遠遠超出波長限制。研究人員使用了最不尋常的攝影媒介:自由傳播的電子。在他們的超高速電子顯微鏡中,該方法可以將量子信息編碼成被困在納米結構中的全息光圖案,并且基于電子和光相互作用的一個奇異方面。 科學家們利用電子-光相互作用的量子性質來分離能量而不是空間中的電子參考光束和電子成像光束。這使得現(xiàn)在可以使用光脈沖來加密有關電子波函數(shù)的信息,而電子波函數(shù)可以用超快速透射電子顯微鏡進行映射。 |