新的全息技術(shù)為量子計算開辟了道路
攝影術(shù)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(nèi)的位置,并與信息深度相關(guān),這意味著記錄被物體散射的光的相位可以恢復(fù)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(xué)全息攝影的基礎(chǔ),在《星球大戰(zhàn)》等科幻電影中,就有全息圖技術(shù)的相關(guān)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(dāng)進入納米技術(shù)領(lǐng)域時,它就開始失效。 現(xiàn)在,來自瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)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(jié)構(gòu)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(xué)家們利用電子-光相互作用的量子性質(zhì)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(guān)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。 |