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科幻电影中的全息成像技术走进现实,有望用于自动驾驶、量子计算等领域

作者:科技日报记者 刘霞 发布日期:2023-07-12 浏览271次

加拿大渥太华大学、国家研究委员会(NRC)和英国帝国理工学院研究人员,在量子技术的启发下,开发出一种新型全息摄影技术,用激光来构建三维(3D)图像,就像在《星际迷航》和《星球大战》中出现的一样。这项研究有望彻底改变3D场景重建,在自动驾驶、增强现实、纳米技术和量子计算等前沿技术领域大显身手。相关论文发表于最新一期《科学进展》杂志。

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实验示意图。

图片来源:物理学家组织网


精确重建3D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应用都依赖于这一领域的进步。研究团队开发出一种开创性的量子全息技术,他们的目标是记录和重建仅由一个光子组成的极其微弱的光束。

相比传统全息方法,团队开发的量子启发全息技术具有两个显著优势:首先,传统全息图易受振动影响所以曝光时间较短,但新技术使研究人员能长时间记录全息图,确保精度;其次,新技术可用于记录自发光或远距离物体的全息图,为远距离物体的3D成像铺平了道路。

最新研究基于量子成像技术的进步和尖端商业相机的出现。先进的相机使他们能随时检测到单个光子,并获得其精确的时间和位置,解决了记录全息图所需的相关性,最新研究也突出了量子技术与其他相关技术的协同作用。

振幅干涉是两个波的振幅(或能量)可以相互增强或相互抵消的现象,在全息术中起着至关重要的作用。但新技术使用了不同类型的干涉,研究团队指出,新全息图记录了两种光源强度之间的相关性,这些相关性甚至可以揭示单个光子的量子干涉效应,因此有望应用于量子计算等领域。


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