2017年10月，德国六家弗劳恩霍夫研究所宣布联合推出一项名为QUILT Lighthouse的研究和开发项目——研发高级成像解决方案的量子方法。成员之一弗劳恩霍夫激光技术研究所（ILT）的科学家正在开发他们称之为“基于量子技术的用于成像过程的可靠，可量产的光子源”。 该项目于2018年3月1日在柏林启动，该项目将持续三年。 在上周发布的更新公告中，ILT描述了QUILT的进展，指出：“该项目的可应用领域包括医疗或测量技术，未来还可能涉及电磁频谱的新领域并且导致成像的极限延长。” “在当今高科技光子学应用中，硅基晶体管、激光器和GPS正日益成为需求。这些仅仅是量子物理中基于集体粒子现象的第一代量子技术中出现的众多应用中的一小部分。第二次量子革命将开创新的可能性：量子光子物理系统现在可以在各种应用中被操纵以用于目标和未来的使用。”
图为纠缠光子的参数来源
本周在德国亚琛举行的AKL'18-国际激光技术大会上（5月2日星期三至5月4日星期五）介绍了关于这类应用的量子光子学潜力的更多信息。QUILT的最新成果将于2018年5月4日在“激光束源”会议上发布。
在QUILT Lighthouse项目中，六个弗劳恩霍夫研究所（下文详述）将他们在量子成像和相关技术方面的专业知识结合起来，将他们的研究成果从基础研究转变为市场导向的应用。
弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所所长AndreasTünnermann教授和弗劳恩霍夫物理测量技术研究所主任Karsten Buse教授正在协调该项目。
弗劳恩霍夫ILT集团经理Bernd Jungbluth博士表示：“Lighthouse项目的一个目标是评估量子技术概念，鉴于它们的市场和应用潜力，目前它们仍处于开发的早期阶段，并且就其技术成熟度开发有价值的方法。”
每个项目合作伙伴都将研究具体的、尚未开发的波长范围，并与世界知名的基础研究团队密切合作，如奥地利科学院量子光学和量子信息研究所以及马克斯普朗克光科学研究所。
弗劳恩霍夫激光技术研究所科学家正瞄准应用于未来的量子成像的中红外波长。 这个范围内也被称为“指纹区”，许多物质具有特征吸收线。然而，合适的检测器在技术上是复杂的、昂贵的并且受到器件低灵敏度的限制。
但是由于纠缠现象，相应的光子可以用于“指纹”区域的测量。为此，使用激光激发非线性光学晶体——具有特殊物理特性的晶体，在这个过程中，激光器的单个光子在参量过程中被转换成纠缠光子对，其可以具有不同的波长。
纠缠意味着生成的两个光子被认为是一个单一的量子系统，因此它们的属性高度相关。当测量两个光子中的一个的属性时可以立即导出第二个的属性。
弗劳恩霍夫激光技术研究所目前正在开发一种自发参数下转换源，用于生成纠缠光子以用于后续的量子成像。信号源将产生一个信号波，用硅技术可以很容易地检测到信号波，中红外范围中的第二个波长用于与目标物体相互作用。
弗劳恩霍夫激光技术研究所QUILT项目经理Florian Elsen评论说：“与传统测量情况相比，低光子数的量子成像可以实现更好的信噪比，更适用于高强度有害的应用。”
弗劳恩霍夫激光技术研究所
弗劳恩霍夫微电子电路与系统研究所
弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所
弗劳恩霍夫光电、系统技术和图像开发研究所
弗劳恩霍夫工业数学研究所
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