量子全像圖可以發送消失的訊息

量子全像圖可以發送消失的訊息


量子全像圖可以發送消失的訊息

偏振光可以使量子全像圖中編碼的訊息消失

梁洪、黃偉俊、安泰林、李延森 2024

量子消失行為可以將安全訊息嵌入全像圖中,並在發送後選擇性地刪除其中的部分內容。

量子光訊號本質上是安全的訊息載體,因為攔截它們的訊息會破壞編碼它們的脆弱的量子態。為了利用這一點而無需使用笨重的設備,英國埃克塞特大學的 Jensen Li 和他的同事使用超表面(一種經過設計具有特殊性能的二維材料)來創建量子全息圖。

全像圖編碼複雜的訊息,這些訊息在照明時可以恢復 – 例如,當光線以直角照射在 2D 全像紙卡上時,它會顯示 3D 影像。為了製作量子全像圖,研究人員將資訊編碼為光粒子或光子的量子態。

首先,他們使用雷射使特殊晶體發射兩個光子,這兩個光子透過量子糾纏緊密相連。光子沿著不同的路徑傳播,只有一個光子沿途會遇到超表面。超表面上的數千個微小組件,例如奈米級的脊,以預先編程的方式改變了光子的量子態,將全像圖像編碼到其中。

夥伴光子遇到一個偏振濾光片,它控制全像圖的哪些部分被顯示,哪些部分消失。第一個光子的狀態是全像圖的疊加,因此它同時包含資訊的許多可能的變化。由於光子糾纏在一起,第二個光子的偏振會影響另一個光子撞擊相機時產生的影像。例如,測試全像圖包含字母 H、D、V 和 A,但添加水平偏振光濾鏡會從最終影像中刪除字母 H。

李說,超表面可用於將更複雜的資訊編碼到光子中,例如作為量子密碼協議的一部分。他於 8 月 21 日在加利福尼亞州聖地亞哥舉行的 SPIE 光學 + 光子學會議上展示了這項工作。

「每個人的夢想都是看到所有這些量子技術在桌子上展開許多平方米,並且足夠緊湊,可以放在智慧型手機中。超表面似乎是個好方法 [about that]”,南非威特沃特斯蘭德大學的安德魯福布斯說。他說,像新實驗中的量子全像圖也可以用於醫學中微小生物結構的成像,這是一個迅速發展的領域。

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