用量子信息处理测量引力透镜时间延迟
天体物理物体的引力场会弯曲周围的光线,形成多条光传输路径,使得来自遥远光源的光线能以不同路径到达地球。通过测量光子沿这些不同路径到达的时间差,可以推算出透镜系统的质量——这种质量参数用其他方法往往难以测定。该技术在微引力透镜效应中尤为困难,因为透镜作用产生的多重影像无法被单独分辨;现有检测微引力透镜系统时间延迟的方案面临重大限制,既需要极高光子通量,又会在光源角直径过大时丧失信号相干性。 该研究团队提出了一种测量天体物理时间延迟的创新方法。与传统方案相比,该方法所需光子数量呈指数级降低,使得原本无法实现的观测成为可能。这种结合量子启发算法与量子信息处理技术的方案,达到了光子需求量的理论可证明下限。该方法具有多重应用价值:既可用于校准光学干涉望远镜,也能直接测量正在发生的微引力透镜事件中的天体质量。为论证后者,研究人员以银河系核球区内微引力透镜作用的恒星耀斑为例进行建模。尽管此类事件产生的光子数量极少,但该工作证明其高效光子利用方案为利用现有及近期地面望远镜直接测量微引力透镜时间延迟提供了可能性。



