W zaskakującym zwrocie akcji, który sprawi, że lasery zakwestionują swoje życiowe wybory, naukowcy z powodzeniem wykorzystali zwykłe światło słoneczne do przeprowadzenia kwantowego ghost imaging. Przez dziesięciolecia optyka kwantowa opierała się na procesie zwanym spontaniczną parametryczną konwersją w dół (SPDC), który zazwyczaj wymaga potężnego, stabilnego lasera świecącego na kryształ nieliniowy. Ale jak się okazuje, wszechświat jest bardziej elastyczny, niż myśleliśmy: nawet częściowo spójne światło może wykonać to zadanie, a teraz, jak pokazał zespół z Uniwersytetu Xiamen (kierowany przez Wuhonga Zhanga i Lixianga Chena), może to zrobić również samo słońce.

Wyzwania są jednak realne. Światło słoneczne docierające do Ziemi jest kapryśne - stale zmienia jasność, kierunek i położenie - co czyni je koszmarem dla precyzyjnego ustawienia. Ale zespół, jak podano w Advanced Photonics, zbudował automatyczne urządzenie śledzące słońce (jak wymyślny montaż teleskopu równikowego), które podąża za słońcem przez cały dzień, kierując jego promienie do 20-metrowego plastikowego światłowodu wielomodowego, który prowadzi do ciemnego laboratorium, gdzie trafia na kryształ okresowo polaryzowanego fosforanu tytanylu potasu (PPKTP).

I oto działało. System generował pary fotonów z silnymi korelacjami pozycji, osiągając widoczność ghost imaging na poziomie 90,7% - tuż poniżej 95,5% uzyskiwanego ze standardowego lasera 405 nm przy tej samej mocy pompowania. Zrekonstruowali nawet bardziej złożony obraz 2D, który nazwali 'duchową twarzą', ponieważ nauka ma poczucie humoru.

Jak to się udaje? Szerokie spektrum światła słonecznego pomaga utrzymać quasi-dopasowanie fazowe w krysztale, wytwarzając mnóstwo skorelowanych par. Poprzez zbieranie danych przez dłuższe okresy poprawili stosunek sygnału do szumu i kontrastu do szumu, udowadniając, że system może poradzić sobie z wahaniami nastroju słońca.

To pierwsze udane SPDC zasilane światłem słonecznym z ghost imaging, które otwiera drzwi do w pełni pasywnego obrazowania kwantowego - bez laserów i zewnętrznego zasilania. Naukowcy sugerują, że może to być przełom dla systemów kwantowych w odległych lub kosmicznych środowiskach. A wraz z przyszłymi postępami w zbieraniu światła słonecznego, inżynierii kryształów i rekonstrukcji obrazu (witaj, kompresyjne wykrywanie i uczenie maszynowe), wkrótce możemy mieć kwantowe kamery, które dosłownie działają na słońcu.

Między innymi, lasery podobno czują się 'niedocenione'.