美国防部利用量子纠缠研发新型雷射技术

雷射（激光）示意图。（Shutterstock）

美国国防部正在研发一种“量子雷射”技术，据称可以克服现在雷射的各种弱点，包括怕极端气温及浓雾、远距离传输能力差等。

雷射（laser，又译为激光）是透过特殊技术把普通光增强后形成的光束。自从上个世纪六十年代诞生以来，已经广泛应用在当代社会的方方面面：从通讯到医学手术，再到日常收银，都在使用雷射技术。可以说，现代文明已经离不开雷射技术。

然而，现在的雷射技术有许多弱点。虽然它是增强的光束，它仍然是光，对普通光会产生不利影响的因素一样限制着雷射的应用。例如，浓雾、极端的气温，甚至较长的距离，都会弱化雷射的能力。

现在，华盛顿大学（Washington University）和德州农工大学（Texas A&M University）的一个合作研究小组，得到美国国防部高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）一笔分期两年、总计100万美元的拨款，研发一种量子光子二聚体雷射（quantum photonic-dimer laser）设备。

顾名思义，这种设备将借助物理学量子技术。美国《大众力学》（Popular Mechanics）杂志的报道说，这种设备将使用两个由特殊技术控制的光粒子，产生一道激光，也就是所谓的二聚体。这两个光粒子将形成量子纠缠的状态，使雷射能抵抗各种不利环境因素的影响。

计划负责人华盛顿大学副教授沈荣宗（Jung-Tsung Shen，音译）在媒体发布稿中说：“在空气中的传播过程会破坏光子编码的讯息，现在把两个光子绑定在一起，它们可以互相保护对方，尽管仍然会受到空气的影响，但至少某些相位资讯可以保存下来。

但是，由于光子不带电，所以要让两个光子形成纠缠比较困难。沈荣宗介绍说，他们把两个不同颜色的光子“胶合”在一起，让它们的行为特性就像一个蓝色光子所展现的一样。这项研究将探索找到这些光子的最佳状态，使它们能够抵御如浓雾、极端气温等因素的影响。这项技术将为雷射通讯、成像产业带来巨大的变化。

沈荣宗说：“量子纠缠是两个光子之间的连结。我们想利用这个优势发明创新的技术。量子纠缠状态可以做很多我们现在想都不敢想的事情;而这，只是冰山一角。”