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科技日報記者?劉霞
加拿大渥太華大學、國家研究委員會（NRC）和英國帝國理工學院研究人員，在量子技術的啟發下，開發出一種新型全息攝影技術，用激光來構建三維（3D）圖像，就像在《星際迷航》和《星球大戰》中出現的一樣。這項研究有望徹底改變3D場景重建，在自動駕駛、增強現實、納米技術和量子計算等前沿技術領域大顯身手。相關論文發表于最新一期《科學進展》雜志。
實驗示意圖。圖片來源：物理學家組織網
精確重建3D場景一直是成像領域的目標，從自動駕駛汽車到增強現實的應用都依賴于這一領域的進步。研究團隊開發出一種開創性的量子全息技術，他們的目標是記錄和重建僅由一個光子組成的極其微弱的光束。
相比傳統全息方法，團隊開發的量子啟發全息技術具有兩個顯著優勢：首先，傳統全息圖易受振動影響所以曝光時間較短，但新技術使研究人員能長時間記錄全息圖，確保精度；其次，新技術可用于記錄自發光或遠距離物體的全息圖，為遠距離物體的3D成像鋪平了道路。
最新研究基于量子成像技術的進步和尖端商業相機的出現。先進的相機使他們能隨時檢測到單個光子，并獲得其精確的時間和位置，解決了記錄全息圖所需的相關性，最新研究也突出了量子技術與其他相關技術的協同作用。
振幅干涉是兩個波的振幅（或能量）可以相互增強或相互抵消的現象，在全息術中起著至關重要的作用。但新技術使用了不同類型的干涉，研究團隊指出，新全息圖記錄了兩種光源強度之間的相關性，這些相關性甚至可以揭示單個光子的量子干涉效應，因此有望應用于量子計算等領域。
總編輯圈點：
全息技術，利用干涉和衍射原理來記錄并再現物體或場景的三維圖像，再現物體發出的光的全部信息。我們常在描繪未來的科幻電影中看到此類技術，三維物體的所有細節精確展現在眼前，毫發畢現。新的量子全息技術，照樣圍繞光做文章。用激光構建三維圖像，不僅精度高，且能用于記錄更遙遠物體的信息。科研人員表示，這一研究的成功得益于更先進相機的出現。當量子技術和其他技術巧妙結合，便產生了更具顛覆效果的應用。
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