英国布里斯托大学的研究团队在《自然·通讯》期刊上发表了一项突破性成果,他们开发了一种受量子物理启发的新型激光测距技术。该技术成功在强光日照和复杂大气条件下,实现了低于1毫米的测量精度,证明了量子探测理念可以转化为适应真实环境的实用激光系统。
长期以来,太阳光噪声和大气干扰是制约远距离光学探测的主要瓶颈。布里斯托大学团队通过模拟一种名为“能量 - 时间纠缠”的量子效应,利用经典激光系统重现了其抗噪特性。这种方法在保持强信号的同时有效滤除了背景噪声,为自动驾驶传感器、高精度地形测绘、基础设施监测、导航定位乃至深空探测等应用开辟了广阔前景。
在校园实地测试中,该系统在约155米的距离上,克服了日照变化和天气波动,实现了优于0.1毫米的测量精度。测试仅耗时0.1秒,且激光功率远低于传统激光笔。研究人员通过光纤和电子调制器快速调控激光脉冲颜色,生成了具有特定相关性的信号,其亮度是典型量子光源的数百万倍,却无需复杂的量子纠缠设备。
项目主要作者Weije Nie博士和John Rarity教授指出,这一成果解决了量子探测领域的长期难题:即能否用更实用的技术复现量子优势。他们证实,强抗噪性并非必须依赖真实的量子纠缠,精心设计的经典关联即可提供同等优势,且更具可扩展性和鲁棒性。团队随后在超过400米的距离上(从女王楼到卡伯特塔)进一步验证了该技术在白昼和多变天气下的可靠性。
作为量子技术领域的传统强国,英国在将前沿理论转化为工程应用方面一直走在前列,此次成果展示了其将实验室技术推向户外实用化的强大能力。对于中国激光雷达及精密测量行业而言,这种“以经典系统模拟量子优势”的思路极具参考价值,提示我们在追求高性能的同时,应更多关注降低系统复杂度与成本,从而加速自动驾驶和智能基础设施的规模化落地。
