量子研究人员推翻了60年的激光限制

澳大利亚量子理论家团队展示了如何打破人们一直认为的限制，从根本上限制了激光的相干性，这一界限已经有60年了。激光束的相干性可以看作是连续发射到同一相位的光束中的光子(光的粒子数)(全部一起挥动)。它决定了它执行各种精密任务的能力，例如控制量子计算机的所有组件。

现在，在《自然物理学》上发表的一篇论文中，格里菲斯大学和麦格理大学的研究人员表明，新的量子技术为使这种相干性大大超出人们想象的可能性提供了可能性。

格里菲斯量子动力学中心主任兼项目负责人怀斯曼教授说：“传统观点可以追溯到1958年美国物理学家Arthur Schawlow和Charles Townes发表的著名论文。”

他们每个人的激光工作都获得了诺贝尔奖。

他说：“他们从理论上证明光束的相干性不能大于激光器中存储的光子数量的平方。”

“但是他们对如何向激光器添加能量以及如何释放能量以形成光束做出了假设。

“这些假设在当时是合理的，并且仍然适用于当今的大多数激光器，但是量子力学并不需要这些假设。”

麦格理大学(Macquarie University)副教授多米尼克·贝里(Dominic Berry)说：“在我们的论文中，我们已经证明，量子力学所施加的真正限制是相干性不能大于激光器中存储的光子数量的四次方。”

“当存储的光子数量很大时(通常是这种情况)，我们的新上限比旧上限大得多。”

但是，能否实现这种新的连贯性界限?“是的，”怀斯曼教授小组的研究员纳里曼·萨达特曼德博士说。

“通过数值模拟，我们发现了一种激光的量子力学模型，该模型在与传统激光束无法区分的光束中达到了相干的理论上限。”

那么什么时候我们会看到这些新的超级激光?博士特拉维斯·贝克(Travis Baker)表示：“可能暂时不会。” 格里菲斯大学项目的学生。“但是我们确实证明了使用超导技术构造真正的量子受限激光器是可能的。这与当前最好的量子计算机中使用的技术相同，我们提出的设备可能会在该领域中得到应用。”

怀斯曼教授说：“我们的工作提出了许多有趣的问题，例如它是否可以允许使用更高能效的激光器。这也将带来巨大的好处，因此我们希望将来能够对此进行调查。”