據(jù)外媒報(bào)道,如果使用一支手電筒照射濃霧,人們只能看到一片模糊的灰色,但是反射回來的光線中仍然包含著有用的信息,只是以量子數(shù)據(jù)的形式被編碼了?,F(xiàn)在,加拿大多倫多大學(xué)應(yīng)用科學(xué)與工程學(xué)院的研究人員正在設(shè)計(jì)一種便攜式輕便傳感器,可以獲取此類信息,以穿透噪音,讓人們“看到”目前看不見的東西。
(圖片來源:多倫多大學(xué)官網(wǎng))
目前,智能手機(jī)等配備的光傳感器能夠探測到照射到它們的光的波長或顏色,以及光的強(qiáng)度。當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)傳感器組合在一起時(shí),可以使用軟件來確定光線的方向,與人眼感知距離的方式一樣。但是量子傳感器可以獲取額外的信息(被編碼至探測到的光子中),從而獲取更豐富的物體圖像。
訪問編碼在光線中的量子信息的好處之一在于能夠穿透“渾濁介質(zhì)”,例如霧或散射光。傳統(tǒng)的傳感器無法處理此種情況,而量子傳感器只會聚焦在最相關(guān)的信息上,忽略周圍的“噪音”。
作為加拿大全領(lǐng)域態(tài)勢感知(ADSA)計(jì)劃的一部分,最近,該研究小組獲得了加拿大國防部(DND)的資助,該項(xiàng)目將專注于為無人機(jī)實(shí)現(xiàn)探測功能,集成量子成像技術(shù)原型。在接下來兩年里,研究團(tuán)隊(duì)將致力于優(yōu)化、并做出無人機(jī)探測系統(tǒng)原型。但是該項(xiàng)技術(shù)也可推出其他領(lǐng)域的發(fā)展,例如生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。盡管存在明顯的環(huán)境噪音(如組織層),該技術(shù)仍可以辨別物體,極大地增強(qiáng)MRI或CT等診斷工具的能力,盡早發(fā)現(xiàn)疾病,得到治療。
此外,研究人員還表示,該量子成像技術(shù)還可用于自動駕駛汽車等新興領(lǐng)域?!霸谟《?、非洲或瑞典,由于日光和日落會因時(shí)間和地點(diǎn)的不同而不同,汽車需要采用不同的程序,以在白天探測到行人,而該技術(shù)就可以增加動態(tài)探測范圍?!?
但是,如果量子光傳感器體積龐大、價(jià)格昂貴、使用困難,它們的應(yīng)用最終會受到限制。為解決該問題,研究人員組裝了獨(dú)特的設(shè)備,以設(shè)計(jì)、定制、采用納米技術(shù),將該量子照明技術(shù)封裝在一個(gè)“芯片”中,尺寸小到只手可握。
最后,研究團(tuán)隊(duì)將展示如何利用該強(qiáng)大的成像工具,并將其用于當(dāng)今市場上的其他設(shè)備中,甚至使其在價(jià)格上可以與非量子技術(shù)成像工具相媲美。