幾十年來，量子成像技術(shù)憑借利用量子光的獨特性質(zhì)（如光子糾纏），一直被認為能夠提供比傳統(tǒng)方法更清晰的圖像和更高的光靈敏度。但現(xiàn)有方法依賴于精密設計的特殊光源，這些光源容易被現(xiàn)實噪聲干擾，且難以產(chǎn)生足夠強度的實用化量子光源。

Fatemeh Mostafavi團隊開發(fā)出一種新型量子成像方案，通過先進光子計數(shù)傳感器從自然光源中提取量子特征，生成超清晰圖像。該研究成果已發(fā)表于《應用物理評論》期刊。

圖片:搜狗截圖20250401160921.png

通訊作者Mostafavi表示："我們的技術(shù)能分離普通光線中隱藏的'量子特征'，使傳統(tǒng)相機不可見之物得以顯現(xiàn)。通過對成像區(qū)域光子進行精準篩選和計數(shù)，即使在傳統(tǒng)成像失效的強噪聲環(huán)境下，也能重建出超高清晰度的圖像。"

研究團隊采用具備光子數(shù)分辨能力的單像素相機，運用"條件光子檢測"技術(shù)——通過分離特定光子相互作用來過濾干擾噪聲。實驗證明，該相機不僅能夠呈現(xiàn)被傳統(tǒng)方法完全遮蔽于噪聲中的物體，甚至通過檢測真空漲落（真空中存在的微妙量子漣漪）即可實現(xiàn)成像。

合作作者Omar Magaña-Loaiza指出："這項技術(shù)有望革新醫(yī)學成像、天文學和激光雷達等弱光或強噪聲干擾場景。通過繞過傳統(tǒng)量子光源的限制，這標志著量子成像領域的重大突破，其可及性、可擴展性和實用性都將顯著提升。"

相關鏈接：https://dx.doi.org/10.1063/5.0234062