量子光挤压噪声出

的研究人员使用的量子光学于国家的最先进的提前显微镜和照亮与比用传统工具更高的灵敏度检测材料特性的路径显微镜信号。

“我们展示了如何使用压缩光，量子信息科学的主力，作为一个实际的资源为镜，”橡树岭国家实验室的材料科学与技术部的奔劳里，谁领导的研究与橡树岭国家实验室计算科学与工程部的拉斐尔Pooser说。 “我们测量的灵敏度原子力显微镜微悬臂梁的位移比标准量子极限更好”。

不像今天的古典显微镜，Pooser和劳瑞的量子显微镜需要量子理论来描述其灵敏度。在ORNL的显微镜的非线性放大器产生被称为压缩光特殊量子光源。

“想象一下，一个模糊的画面，” Pooser说。 “这是嘈杂和一些细微的细节被隐藏。古典的，嘈杂光阻止你看到这些细节。A‘挤’版本不太模糊和揭示细节，我们不能看到，因为噪音的了。”他补充说，“我们可以用一个挤压光源代替激光，以减少我们的传感器读出噪声。”

原子力显微镜的微悬臂梁是一个微型跳水板在其感测的物理变化的是有条不紊扫描样品和弯曲。随着实习学生尼克·萨维诺，艾玛·巴特森，杰夫Garcia和雅各布Beckey，劳瑞和Pooser表明，他们发明了量子显微镜可以测量具有更好的50％灵敏度的微悬臂梁的位移比经典的可能。对于一第二长测量，量子增强的灵敏度为1.7 femtometers，约一个碳核的直径的两倍。

“压缩的光源已被用于提供用于检测通过黑洞合并产生的引力波的量子增强的灵敏度，” Pooser说。 “我们的工作是帮助这些量子传感器从宇宙尺度的纳米级翻译。”

他们对量子显微镜方法依赖于光的波的控制。当波相结合，他们可以相长干涉，这意味着峰值的幅度增加，使产生的波大。或者，他们可以消干涉，这意味着槽幅度减去从峰值幅度，以使所产生的波小。这种效果可在波浪中可以看出在池塘或在光的电磁波如激光。

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资源 DOE/Oak Ridge National Laboratory. "Quantum light squeezes the noise out of microscopy signals." ScienceDaily. ScienceDaily, 8 September 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/09/200908122545.htm>.