科幻电影中的全息成像技术走进现实

来源：今日科学
时间：2023-07-12 09:04:24

【资料图】

科技日报北京7月11日电（记者刘霞）加拿大渥太华大学、国家研究委员会（NRC）和英国帝国理工学院研究人员，在量子技术的启发下，开发出一种新型全息摄影技术，用激光来构建三维（3D）图像，就像在《星际迷航》和《星球大战》中出现的一样。这项研究有望彻底改变3D场景重建，在自动驾驶、增强现实、纳米技术和量子计算等前沿技术领域大显身手。相关论文发表于最新一期《科学进展》杂志。

精确重建3D场景一直是成像领域的目标，从自动驾驶汽车到增强现实的应用都依赖于这一领域的进步。研究团队开发出一种开创性的量子全息技术，他们的目标是记录和重建仅由一个光子组成的极其微弱的光束。

相比传统全息方法，团队开发的量子启发全息技术具有两个显著优势：首先，传统全息图易受振动影响所以曝光时间较短，但新技术使研究人员能长时间记录全息图，确保精度；其次，新技术可用于记录自发光或远距离物体的全息图，为远距离物体的3D成像铺平了道路。

最新研究基于量子成像技术的进步和尖端商业相机的出现。先进的相机使他们能随时检测到单个光子，并获得其精确的时间和位置，解决了记录全息图所需的相关性，最新研究也突出了量子技术与其他相关技术的协同作用。

振幅干涉是两个波的振幅（或能量）可以相互增强或相互抵消的现象，在全息术中起着至关重要的作用。但新技术使用了不同类型的干涉，研究团队指出，新全息图记录了两种光源强度之间的相关性，这些相关性甚至可以揭示单个光子的量子干涉效应，因此有望应用于量子计算等领域。

【总编辑圈点】

全息技术，利用干涉和衍射原理来记录并再现物体或场景的三维图像，再现物体发出的光的全部信息。我们常在描绘未来的科幻电影中看到此类技术，三维物体的所有细节精确展现在眼前，毫发毕现。新的量子全息技术，照样围绕光做文章。用激光构建三维图像，不仅精度高，且能用于记录更遥远物体的信息。科研人员表示，这一研究的成功得益于更先进相机的出现。当量子技术和其他技术巧妙结合，便产生了更具颠覆效果的应用。

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