幾十年來，量子成像技術(shù)憑借利用量子光的獨(dú)特性質(zhì)（如光子糾纏），一直被認(rèn)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(shè)計(jì)的特殊光源，這些光源容易被現(xiàn)實(shí)噪聲干擾，且難以產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的實(shí)用化量子光源。

Fatemeh Mostafavi團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種新型量子成像方案，通過先進(jìn)光子計(jì)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(yīng)用物理評論》期刊。

圖片:搜狗截圖20250401160921.png

通訊作者M(jìn)ostafavi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(jī)不可見之物得以顯現(xiàn)。通過對成像區(qū)域光子進(jìn)行精準(zhǔn)篩選和計(jì)數(shù)，即使在傳統(tǒng)成像失效的強(qiáng)噪聲環(huán)境下，也能重建出超高清晰度的圖像。"

研究團(tuán)隊(duì)采用具備光子數(shù)分辨能力的單像素相機(jī)，運(yùn)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(shí)驗(yàn)證明，該相機(jī)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(shí)現(xiàn)成像。

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

相關(guān)鏈接：https://dx.doi.org/10.1063/5.0234062