激光器的相干性可以大幅提高
澳大利亚量子研究人员已经证明，可以大幅提高激光器的相干性，克服了60年来一直被公认为基本极限的约束。
激光是高度定向、单色、相干的光。这意味着光是以特定方向的窄束形式发射的，每个光子都具有相同的波长和相位。
更具体来说，激光光束的相干性是指以这种方式发射的光子数量，它是决定激光在量子计算等精密任务中性能的关键属性。
1958年美国物理学家、诺贝尔奖获得者阿瑟·肖洛和查尔斯·汤斯在一篇开创性的论文中确定了激光相干性的量子极限。
格里菲斯大学量子动力学中心的科学家霍华德·怀斯曼解释说："他们从理论上表明，光束的相干性不能大于激光器中存储的光子数的平方，但他们对如何将能量加到激光器上以及如何释放能量以形成光束做出了假设。虽然这些假设是有道理的，并且仍然适用于今天的大多数激光器，但当涉及到量子力学时，不一定适用。在21世纪，设计和控制量子系统的能力已经改变了一些理论，与此同时，我们对量子过程的理解也在不断加深。"
现在，来自格里菲斯大学和麦考瑞大学的联合团队已经使用数值模拟证明了新的极限是可能的。
麦考瑞大学的多米尼克·贝里说："我们已经证明，量子力学施加的真正极限是相干性不能大于激光器中存储的光子数的四次方。当存储的光子数很多时，我们的新上限比旧上限大得多。"
该团队还找到了一个激光的量子力学模型，理论上可以达到这个相干性的上界。
但这在实际当中意味着什么呢？格里菲斯大学的科学家特拉维斯·贝克表示："我们可能不会很快看到超级激光。但我们确实证明，使用超导技术来构建我们真正的量子限制激光是可能的，这是目前最好的量子计算机中使用的相同技术，我们提出的设备可能会在该领域得到应用。"
该研究成果还可能会开启研究更节能的激光器的新路线。
《自然物理》杂志刊登了这篇报告。
