导读 直到上月中旬，20 个世纪，光是相当普通。是的，它既是粒子又是波浪，但它并没有做任何非常奇怪的事情。然后，在第二次世界大战结束...

直到上月中旬，20 个世纪，光是相当普通。是的，它既是粒子又是波浪，但它并没有做任何非常奇怪的事情。然后，在第二次世界大战结束后就业不足的科学家们开始更多地关注光的特性。这部分是由剩余探照灯的可用性驱动的，这些探照灯可以变成便宜的光探测器阵列来测量恒星的特性。

【资料图】

这开始了光子淘金热，科学家们发现了各种有趣的潜在行为。但实际观察它们需要有相当特殊的光源，而这些光源并不存在。现在，科学家已经证明我们自己的太阳可以变成这些光源之一。

一群相同的光子

当两个光子无法区分时，可以使它们发挥一些意想不到的技巧。下图显示了一个示例：两个相同的光子同时击中了部分反射镜。我们无法预测它们会去哪里，但无论它们在哪里，它们都会在一起。如果世界是经典的，我们会期望每个人都独立行事，而有一半时间，他们会选择不同的方向。但我们处在一个量子世界，所以这不会发生。

克里斯李

这种类型的干涉只能用于相同的光子，这是特殊光源的来源。光子可以通过它们的颜色(波长)，这种颜色的纯度(或技术上更多，相干性)，它们的振荡方向来区分。电场(称为极化)，它们的空间形状和它们的到达时间。事实上，在历史上，创造相同的光子是如此困难，以至于整个实验室设置和研究生都被牺牲了。

但是这些是单个器件，通过它们的构造，除了产生一对相同的光子之外什么都不做。两个独立的设备可以发出彼此相同的单个光子吗?

量子点的发展使这成为可能。量子点是盒子上的标签所说的：通过限制单个电子产生量子行为的微小材料点。限制将电子限制在特定能量; 当电子摆脱能量时，它通过发射光子来实现。

材料科学家已经弄清楚如何制作这些点，使它们几乎完全相同，这意味着发射光子的颜色是相同的。我们也知道如何将它们放置在鼓励它们具有相同纯度，空间形状和极化的环境中。实验表明，两个量子点实际上可以发射相同的光子。

但是，这仍然没有完全削减它。我们基本上制作了两个相同设备的副本，并仔细控制环境，以确保它们自然地产生相同的光子。但是，像太阳一样，我们无法控制的事情呢?

从混合群中切出相同的光子

这正是一个研究团队已经测试过的。他们使用跟踪设备连续捕捉太阳光。过滤该光以确保仅保存具有正确颜色，纯度，空间形状和偏振的光子。然后将它们与来自量子点的光一起发送到部分反射的镜子。

但是时间也很关键，因为实验要求只有来自太阳的单个光子在来自量子点的光子到达的同时击中部分反射镜。太阳在随机时间发射光子，但是有太多光子，总有许多光子可用，而量子点每10ns左右只发射一次光子。

为了清除时间障碍，研究人员抛弃了太阳中的光子，直到平均光子速率与量子点的光子速率大致相同。然后探测器仅以特定的时间间隔接通，有效地选择仅检测与量子点中的光子一起到达的光子。

在这些条件下，结果与无法区分的光子完全一致。好吧，差不多。量子点并不完美，所以有时会发射两个光子而不是一个光子。来自太阳的光子流偶尔也会有两个光子，这意味着研究人员看不到完美的干涉。

但它非常接近。事实上，他们的结果是如此之好，以至于他们更进了一步，表明他们可以利用来自量子点的光子来纠缠来自太阳的光子。

在一个层面上，这是非常普通的：量子力学预测相同的光子将以某种方式表现。该实验有效地从太阳中获取无数光子，并仅选择与量子点中的光子相同的光子。我们不希望任何其他结果。

在另一个层面上，这仍然是非常不可思议的。认为我们现在拥有采用任何旧灯泡并将其变成量子资源的技术是非常了不起的。研究人员还声称，来自太阳的单光子的量子特性可用于为太阳能过程提供光线，如磁场行为。这可能比任何技术应用都更有趣。

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