通过记录和重建包含单个光粒子的微弱光束，一项新技术为远程物体的全息成像打开了大门。

来自渥太华大学、加拿大国家研究委员会(NRC)和伦敦帝国理工学院的研究人员开发了一种新的量子启发技术来执行全息术，即使用激光渲染三维图像-就像《星际迷航》和《星际迷航》中的那样战争。

在渥太华大学理学院物理学兼职教授BenjaminSussman博士的带领下，研究人员在渥太华大学-NRC极限光子学联合中心合作开发了一种开创性的量子全息技术。他们的目标是记录和重建极其微弱的光束，该光束仅由单个光粒子(称为光子)组成。

他们的工作有可能彻底改变3D场景重建并在不同领域解锁大量应用。

准确地重建三维场景一直是成像领域的目标。从自动驾驶汽车到增强现实的各种应用都依赖于该领域的进步。

“我们团队推出的受量子启发的全息技术与传统全息方法相比具有两个显着优势，”项目负责人苏斯曼说。

“首先，它对全息图记录过程中的振动等机械不稳定性表现出卓越的弹性。与传统的全息术不同，传统的全息术由于易受振动影响而需要较短的曝光时间，这项新技术使研究人员能够长时间记录全息图，确保卓越的精度。其次，我们的新技术可用于记录自发光或远程物体的全息图。”

这开辟了许多可能性，为遥远物体的3D成像以及表征量子点和单个原子的单光子发射的空间形状铺平了道路。

“研究团队的成就是通过量子成像的进步和尖端商业相机技术的可用性实现的，”苏斯曼说。“通过利用先进的相机，每当检测到单个光粒子时，它们都会提供精确的定时和位置标记，我们能够解决记录全息图所需的相关性。这一突破凸显了量子研究和技术发展之间的协同作用。”

传统摄影主要捕捉场景强度，但全息摄影更进一步，结合了相位信息，即从场景不同部分收集的光之间的相对延迟。

振幅干涉是一种两个波的振幅(或能量)相加或相消的现象，在全息术中起着至关重要的作用。然而，新开发的技术使用不同类型的干扰。“我们的全息图记录了两个光源强度之间的相关性，”该论文的主要作者、前渥太华大学理学硕士生GuillaumeThekkadath博士说。“这些相关性甚至可以揭示单光子中的量子干涉效应。”

这项研究的影响是深远的，从增强现有的全息技术到天文学、纳米技术和量子计算等领域的全新应用。全息技术的未来无疑是光明的。

量子和经典光全息术的强度干涉测量研究发表在《科学进展》上。

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