據了解，此次新研究是由國際研究小組與(yu) 莫斯科國立大學的科學家們(men) 一起開發，新研究通過分析透過樣本的量化光來替代飛秒激光器和複雜的檢測係統。一般的，在研究物質中的相互作用和過程中，通過使用飛秒激光產(chan) 生飛秒單位時間測量樣本響應外部電磁場時間，用外部電磁場的時間來區分物質成分。

然而在測量樣本響應外部電磁場的時間研究中，研究設備的價(jia) 格過於(yu) 昂貴。如果激光器隻是一個(ge) 低單脈衝(chong) 能量的超快振蕩器，十幾萬(wan) 到幾十萬(wan) 完全可以買(mai) 到。但如果是高單脈衝(chong) 能量的超快放大激光器，那成本就高了，比如飛秒放大器（需包括飛秒振蕩器，展寬器，放大器，壓縮器），兩(liang) 三百萬(wan) 屬平均水平，這隻是單純的激光器價(jia) 格。在測量樣本響應外部電磁場時間中，除了激光器，還有複雜的檢測係統，整體(ti) 研究設備過於(yu) 昂貴。並且，研究所用的產(chan) 生飛秒單位時間飛秒激光器在實驗過程中，由於(yu) 激光器本身較高的功率，還有可能毀害測量樣本。

圖為(wei) 莫斯科國立大學研發的幹涉儀(yi) 。援引：Elizaveta Melik-Gaikazyan

該研究中，研究人員使用普通激光器產(chan) 生單光子來研究樣本。通過搭建一個(ge) 簡單的幹涉儀(yi) 組成，可以準確測量光的幹涉。在組合光路中，非線性晶體(ti) 位於(yu) 激光路徑上。晶體(ti) 中產(chan) 生的一對糾纏光子以一定角度飛離。量子糾纏由兩(liang) 個(ge) 或兩(liang) 個(ge) 以上的獨立粒子組成, 它們(men) 的物理性質相互關(guan) 聯, 以致無法獨立描述每個(ge) 粒子的量子態。所以，研究人員將測試樣本放置在幹涉儀(yi) 的一個(ge) 臂內(nei) 。使糾纏對中的一個(ge) 光子穿過它並撞擊分束器，在那裏它遇到穿過第二臂的另一個(ge) 光子。光子落在兩(liang) 個(ge) 探測器中的一個(ge) , 它們(men) 對單個(ge) 光子產(chan) 生反應。這樣可以構建一個(ge) 環路——如果兩(liang) 個(ge) 光子都進入相同的檢測器，偶然性為(wei) 零；如果他們(men) 去了不同的探測器，偶然性為(wei) 一。當兩(liang) 臂之間的延遲變得完全相同時，將發生量子幹涉，即偶然性完全消失，因為(wei) 光子永遠不會(hui) 同時落在兩(liang) 個(ge) 探測器上。

如果樣本設置在光子路徑中，量子幹涉的模式將開始改變。在這種情況下，進入分離器的糾纏光子對比沒有樣本的情況下變得不那麽(me) “一致”。因此兩(liang) 個(ge) 探測器上的光子接收統計量發生了變化，通過統計變化，研究人員可以判斷所研究物質中相互作用的性質。

研究人員表示，這種分析未知物質的新方法可用於(yu) 化學、生物學和材料科學。並且在創建量子計算機時，或者在嚐試了解如何在信息技術中使用量子光時，這可能是一項非常有用的技術。