I en häpnadsväckande vändning som kommer att få lasrar att ifrågasätta sina livsval, har forskare framgångsrikt använt vanligt solljus för att utföra kvantspökavbildning. I decennier har kvantoptik förlitat sig på en process som kallas spontan parametrisk nedkonvertering (SPDC), som vanligtvis kräver en kraftfull, stabil laser som lyser in i en ickelinjär kristall. Men det visar sig att universum är mer flexibelt än vi trodde: även delvis koherent ljus kan göra jobbet, och nu, som ett team från Xiamens universitet (lett av Wuhong Zhang och Lixiang Chen) har visat, kan även solen själv göra det.

Utmaningarna är dock verkliga. Solljus som når jorden är en nyckfull sak – ständigt fluktuerande i ljusstyrka, riktning och position – vilket gör det till en mardröm för precision. Men teamet, som rapporterats i Advanced Photonics, byggde en automatisk solspårare (som ett fint ekvatoriellt teleskopfäste) som följer solen hela dagen, leder dess strålar in i en 20 meter lång plastmultimodfiber, som leder in i ett mörkt labb där den träffar en periodiskt polad kaliumtitanylfosfatkristall (PPKTP).

Och se, det fungerade. Systemet genererade fotonpar med starka positionskorrelationer, och uppnådde en spökavbildningssynlighet på 90,7 % – bara en bit under 95,5 % från en standardlaser på 405 nm vid samma pumpeffekt. De rekonstruerade till och med en mer komplex 2D-bild som de kallar ett 'spökansikte', för vetenskap har humor.

Hur gör man detta? Solljusets breda spektrum hjälper till att upprätthålla kvasifasmatchning i kristallen, vilket producerar gott om korrelerade par. Genom att samla in data under längre perioder förbättrade de signal-brus- och kontrast-brusförhållanden, vilket bevisar att systemet kan hantera solens humörsvängningar.

Detta är den första framgångsrika solljuspumpade SPDC med spökavbildning, och det öppnar dörren till helt passiv kvantavbildning – inga lasrar, ingen extern ström. Forskarna föreslår att detta kan vara en game-changer för kvantsystem i avlägsna eller rymdbaserade miljöer. Och med framtida framsteg inom solljusinsamling, kristallteknik och bildrekonstruktion (hej, komprimerad avkänning och maskininlärning) kan vi snart ha kvantkameror som bokstavligen drivs av solsken.

I andra nyheter rapporteras lasrar känna sig 'ouppskattade'.