长期以来，光子量子计算和量子通信系统离不开激光器产生纠缠光子对。但加拿大渥太华大学和德国马克斯·普朗克光学研究所的研究人员近日证明，聚焦的阳光也能做到这一点。

相关研究发表在《光学》（Optica）期刊上。论文作者表示，这并不意味着阳光能取代基于激光的量子光源——后者仍更精确、信号更强。但该实验挑战了一个长期存在的假设：产生纠缠光子对的光源必须来自激光器。

打开网易新闻 查看精彩图片

纠缠光子对是指一对具有关联量子性质的光粒子。测量其中一个粒子，就能揭示另一个粒子的相应测量结果，即使两者相隔一定距离。这一特性使纠缠光子可用于量子加密等信息处理任务。

目前大多数系统通过自发参量下转换（SPDC）产生纠缠光子对：激光照射特定晶体，产生量子性质相关的光子。激光之所以受青睐，是因为它能产生相干光，波相位一致，波长范围窄。

阳光并不相干，包含多波长，且从不同方向到达地球。在通常情况下，它似乎不太可能用于制造纠缠光子。

在此之前，这两组研究人员已通过理论工作和发光二极管实验探索过这一问题。他们的工作表明，只要相关量子性质不依赖光的波长或方向，非相干光也能产生纠缠。在这项太阳光测试中，研究人员使用了聚焦的阳光，并利用它成功产生了纠缠光子对。

这项成果并非为了替代激光器，而是为量子光源的多样性提供了新思路。未来也许能利用更便宜、更易得的自然光源，降低量子设备的门槛。