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国际物理学家的合作团队完成了一项长期被认为不可能的事情：他们证明了浓缩的太阳光能够产生量子纠缠光子对。这不仅仅是实验室中的奇闻，而是对既有范式的严肃挑战——该范式认为激光是制备光量子态的唯一实用工具。这项工作的成果已发表在权威科学期刊《Optica》上。

激光不再是量子光学的垄断者

长期以来，人们一直认为激光辐射的高相干性和高功率密度是自发参量下转换（SPDC）等过程的必要条件，而SPDC是获取纠缠光子的标准方法。然而，我在渥太华大学和马克斯·普朗克光科学研究所的同事们令人信服地证明，事实并非如此。关键因素不是相干性，而是偏振以及将光通量聚焦到足够强度的能力。

在实验中，团队构建了一套复杂的太阳光聚光系统。总采光面积为1.4平方米。光线通过菲涅尔透镜收集，然后经过玻璃锥形聚光器和多模光纤，最后进入非线性晶体。正是在那里，产生了偏振纠缠光子对。

量子精度与能效

结果令人印象深刻：纠缠态生成的精度接近94%，光子之间的相关性明显违反了贝尔不等式。这明确证实我们面对的是真正的量子纠缠，而非经典的统计相关性。最值得注意的是，归一化生成效率与传统激光装置相当。

在我看来，这一突破开辟了令人振奋的前景。如果我们能够利用自然太阳光为光子量子系统供能，将从根本上降低能耗，并简化其在每一瓦特都弥足珍贵的环境中的集成。这涉及卫星平台、深空探测以及自主研究任务，在这些场景中，激光需要过多的能量和冷却资源。

这项研究不仅仅是实验室实践中的一步前进；它是对量子技术中可使用光源的根本性重新思考。我们正站在一个新时代的门槛上，在这个时代，量子光学将比以往任何时候都更加普及和环保。

我的专家评论：这项工作是一个鲜明的例子，展示了大胆的实验如何打破教条。利用在相干性方面“不纯净”的光来产生纯净的量子态，这不仅是工程上的巧思，更是概念上的转变。它为创建依靠可再生能源运行的自主量子设备开辟了道路，这对于未来的轨道和星际量子通信网络尤为关键。