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来自澳大利亚Griffith University和Macquarie University的量子理论家利用量子力学推翻了60年来一直坚信的激光相干性。研究表明利用超导技术可以制造一种量子极限激光器，它目前用于量子计算。激光相干性是指多个光子连续发射形成光束具有相同相位。它决定了其执行各种精密任务的能力，例如控制量子计算机的组件。
艺术家对超导器件的概念,它可以实现激光在最终量子极限下工作。Ludmila Odintsova/Griffith University供图。
此前人们认为相干性局限于激光中存储的光子数量的平方，这种论断可追溯到1958年Arthur Schawlow和Charles Townes的论文。来自Griffith University量子动力学中心主任Howard Wiseman说，对能量如何被添加到激光中以及能量如何释放形成光束的理解帮助了这个发现。他说，就今天许多激光而言，1958年论文中的某些假设还是正确的。
Macquarie University的Dominic Berry说：“我们的论文已经表明，量子力学的真正限制是相干性不能大于储存在激光中光子数量的四次方。” 研究人员利用数字模拟为激光找到量子力学模型，这种激光能够达到光束相干性的理论上限。低于这个上限的激光与传统激光器无法区分开来。
这项研究成果发表在《Nature Physics》上(www.doi.org/10.1038/s41567-020-01049-3).
