美DARPA资助军用级量子激光器研究

图片来源：美国趣味科学网站

据美国趣味科学网站12日报道，美国国防部高级研究计划局（DARPA）向建造“量子光子二聚体激光器”原型的科学家团队提供了100万美元资助。这种激光器利用量子纠缠将光粒子“黏合”在一起，以产生高度聚焦的激光束。这些激光束能够穿透浓雾等恶劣天气，有望在军事应用中展现出优异性能，如在恶劣环境下监视和安全通信等。

激光在军事行动中发挥着至关重要的作用，广泛应用于卫星通信、目标定位、雷达（光探测和测距）等测绘和跟踪系统。传统激光器的工作原理是：刺激原子中的电子一致振荡，当这些电子从高能态跃迁到低能态时，会释放出波长和相位均匀的“相干光”。这些“相干光”会在激光设备内部的反射镜之间反射，“变身”为聚焦的激光束。

量子纠缠是量子力学领域一种奇怪而复杂的现象，即使两个粒子相距很远，也能紧密联系在一起，一个粒子的状态会立即影响另一个粒子的状态。此次研究使量子光子二聚体激光器可以在更远距离和不利条件下保持其精度和强度。

研究人员解释称，光子在传播时会对信息进行编码，但在大气层中传播时，环境对其破坏作用很大。量子光子二聚体激光器利用量子纠缠过程，让两个光子彼此“牵绊”，进而产生所谓的光子二聚体。尽管这些光子仍会受到大气的影响，但它们可以相互“保护”，从而保留一些相位信息。这种特性增加了激光的能量和稳定性，使其在长距离传输和高温等不利条件下表现出更好的性能。

研究人员表示，该技术还有望应用于量子计算和电信领域，可能带来更快且更安全的数据传输方式。