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神奇的幽灵成像法：借助纠缠光子观测那些需要避光的材料

科学家搞出了一套复杂且非常有用的技术，可以以惊人的高分辨率拍摄光敏物体。我们姑且将其命名为幽灵成像法。

它通过混合量子和经典现象，从一对纠缠光子中的一个光子上提取视觉信息，可在不损伤(对辐射高度敏感的)材料的情况下，实现理想的成像。

一项新的研究在不增加太多成本或复杂性的情况下进一步改善了成像的方法。 简单来说，这意味着技术将能够从更多对象中捕获更多细节。

在量子纠缠中，成对或成群的未观察到的粒子在以某种方式相互作用后被分开。在未被观察到的状态下，它们各自的特性笼罩在概率之雾里。

尽管如此，无论如何发展，最终的测量结果将呈现某种共轭相关性。

在幽灵成像中，那些未被观察到的粒子是光子。在纠缠光子里的第一个被检测器捕获前，第二个光子以不同的方式发送，可用于详细检查和测量。

虽然它在旅途中实际上什么也没“看到”，但第二个光子的状态可以提供关于其纠缠伙伴的惊人细节。

来自南非约翰内斯堡的金山大学量子物理学家 Bereneice Sephton说：“我们会将其中一个纠缠光子发送到我们想在黑暗中观察的物体，通过观察留在我们身边的光子，我们可以在黑暗中看到物体的特性。” 注：这个是通俗解释，实际上手边的光子也需要发射出去，走一遍流程——否则就相当于借助量子纠缠超光速通信了。

到目前为止还很聪明。 但是 Sephton 和她的同事们已经能够通过改变光子在检测过程中与环境相互作用的方式来增强效果。

这些改变会影响每个粒子的概率分布或所谓的相位，提供一层新的信息，可用于推断更多关于目标对象大小、形状和其他属性的信息。

通过挤出更多关于相位的细节，研究人员可以提高幽灵成像相机的分辨率。

这项研究令人印象深刻的是，它不是突破了之前幽灵成像的技术瓶颈——相反，它认识到之前技术里“副作用”，在这个过程中可能是有信息价值的。

“我们发现信息一直隐藏在技术中，稍加调整就可以看到非常丰富和有趣的特征。”Bereneice Sephton 说。

在更大的范围内，激光干涉引力波天文台 (LIGO) 是通过相位信息检测到引力波的。这些波需经间接观测，而非直接观察到。

科学家们借助天文仪器测试他们的想法，并证明增强成像确实是可能的：他们从实际实验中得到的结果与理论估计非常吻合。

最终，它应该让使用幽灵成像的方式更加灵活，最终结果更加详细，同时也让捕捉某些类型的物体变得更加容易。

该研究已发表在 Optica 上。

https://www.sciencealert.com/ghostly-glow-of-entangled-light-now-reveals-hidden-objects-better-than-ever

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