無線電信號差，不僅阻礙人們尋找最喜愛的無線電臺，也為醫(yī)院中的磁共振成像(MRI)掃描儀，以及科學(xué)家們探索太空采用的望遠鏡帶來了挑戰(zhàn)。近日，荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的研究人員們開發(fā)出一種量子電路，使得他們可以通過量子力學(xué)檢測到最微弱的無線電信號。

這種新型量子電路為射電天文學(xué)和醫(yī)學(xué)(磁共振成像)等領(lǐng)域的未來應(yīng)用打開了大門，也使研究人員們能通過實驗進一步揭示量子力學(xué)與引力之間的相互作用。這是無線電頻率檢測方面的一次量子性的“飛躍”。代爾夫特理工大學(xué)教授 Gary Steele 課題組的研究人員們展示了如何檢測光子或者能量量子，即量子力學(xué)中的最微弱信號。

在經(jīng)典物理中，能量是連續(xù)變化的，可以取任意值。然而，量子力學(xué)中存在著一個奇怪的預(yù)測：能量會表現(xiàn)出不連續(xù)的離散性質(zhì)，其中最小的單位稱為“量子”。

這意味著什么?首席研究員 Mario Gely 解釋道：“例如，我推著一個小孩蕩秋千。在經(jīng)典物理學(xué)中，如果我想要這個小孩蕩得快一點，那么我就輕輕推他一下，給他更快的速度和更高的能量。量子力學(xué)的解釋則不同，我每次只能讓小孩的能量增加一個‘量子臺階’，施加這個“量子臺階”一半的能量是不可能的?！?

對于一個蕩秋千的孩子來說，這些“量子臺階”非常微小，以至于無法被注意到。直到最近，對于無線電波來說，情況也是這樣。然而，代爾夫特理工大學(xué)的研究團隊開發(fā)出一個電路，它可以精準地檢測無線電頻率信號中的這些量子能量，為量子層面感知無線電波開拓了潛力。