2026年3月30日——在量子技术领域，一切应用都依赖于探测单个光子所携带特性的能力。但在现实场景中，目标光子往往湮没在大量干扰光中，形成“大海捞针”般的难题，目前严重制约着多项技术的实际部署，包括安全量子通信、望远镜网络使用的量子传感器，以及加速新药新材料研发的量子计算机互联。

加拿大国立科学研究院（INRS）José Azaña教授团队与Roberto Morandotti教授课题组合作，开发出了一种出人意料且高效节能的解决方案。这项突破性工作由Benjamin Crockett在INRS能源材料电信研究中心攻读博士期间完成。这位新晋博士目前正在不列颠哥伦比亚大学（UBC）从事班廷博士后研究。

该团队的方法不仅能抑制噪声，更重要的是可以恢复在强光环境下易丢失的关键量子特性——这正是现有技术失效的症结所在。相关研究成果已发表于《科学进展》。

找回隐匿的量子信息

研究人员通过改造经典光学器件Talbot阵列照明器（TAI），实现了光信号的时域重组，无需破坏性放大即可凸显有效光子。该方法不仅适用于单光子，对量子通信的核心资源——时间纠缠光子对同样有效，甚至能揭示强光环境下通常不可见的非经典量子特征。

Benjamin Crockett解释道：“该研究的关键突破在于，我们发现处理光子间量子关联的方式与图像处理存在惊人相似性。”

试想一张被噪声污染的图片（如图A所示）。为提取有效信息，可使其通过透镜组进行空间重分布——模糊噪点将转化为明确定位的亮点，从而显著提升信噪比。这种转换机制正是量子信号提取的物理基础。

下一步计划

该团队后续将着力推进三大方向：将该方法集成至芯片级器件、开展光纤与自由空间信道测试，以及结合其他技术提升未来量子链路的传输距离与可靠性。