遇事不决量子力学，它与显微镜又会擦出什么火花

下载贤集网APP看更多精彩视频

视频介绍

遇事不决，量子力学，随着科学家对量子的深入了解，量子技术似乎正在进入寻常百姓家。而今天我们要说的量子技术将来到显微镜微观领域，让我们看看它是如何大展身手的！ 此前，以色列理工学院教授伊多卡米纳及其研究团队通过一种记录光流的四维电子显微镜实现 “首次真正看到光被纳米材料捕获” ，这台显微镜可以直接观察光子晶体内捕获的光，也称为量子显微镜，这一研究成果或将有助于设计新的量子材料以存储具有高稳定性的量子比特、提高手机以及其他类型屏幕的分辨率和色彩对比度等。 无独有偶，斯图加特大学的研究人员开发了一种基于离子光学的量子显微镜，能够创建单个原子的图像。该团队将三个静电透镜放在一起，并添加了一个能够挑出单个离子的离子检测器。为了创造图像，研究人员向原子发射激光脉冲，导致光电离。这迫使离子停留在原位大约30纳秒。在晶格中，原子相互作用，导致多体关联的建立。然后，离子被释放到显微镜中，在那里形成图像。此外，该量子显微镜的景深为70μm，足以产生三维图像。 再来说说前几天发表在《自然》杂志上的一篇重磅论文。科学家们创造了一种量子纠缠显微镜，可以揭示原本无法看到的生物结构。 量子增强显微镜又称量子纠缠显微镜，是基于神秘的量子纠缠原理提供显微能力，是真正意义上的量子显微镜。 量子增强显微镜利用量子纠缠来提高灵敏度，是一种共聚焦型微分干涉对比显微镜。而照明源是纠缠光子对，或更准确地说，是通过一种称为“NOON 状态”来用作照明源。NOON状态是量子力学多体纠缠态，是量子计量学和量子传感中的一个重要概念，在用于干涉仪时能够进行精确的相位测量。 使用纠缠显微镜还可以避免双光子扫描荧光显微镜带来的光毒性和光漂白。而且，由于纠缠显微镜内的相互作用区域由两束光束控制，因此成像位置的选择非常灵活，可提供增强的轴向和横向分辨率。 目前先进的光学显微镜使用比太阳亮数十亿倍的明亮激光，像人类细胞这样脆弱的生物系统，在这种光强度下只能存活很短时间，这是一个很大障碍。而量子纠缠显微镜中的量子纠缠不破坏细胞，同时清晰度大大提高，于是就能够看到原本不可见的微观生物结构，从而可以更好地认知从生命系统到诊断技术的改进。 这种基于纠缠传感技术的量子显微镜，其性能超越了现有技术的最佳水平，可取代现有的非量子技术，为生物技术的应用铺平了道路，并且可以远远超出此范围，扩展到从导航到医学成像等领域。研究人员表示：“这为一些广泛的技术革命打开了大门。” 那么，你觉得呢？