非局域调制的量子激光雷达
量子光探测与测距(LiDAR)利用量子纠缠和关联来提高目标探测的精度、抗噪性和隐蔽性。尽管近年来取得了进展,但开发同时实现高精度和大测量范围的量子LiDAR系统仍具挑战性。本工作展示了一种量子幅度调制连续波LiDAR,通过增加采集时间可实现微米级精度,同时测量范围达到米级。在该方案的演示中,信号光子直接照射目标,而闲置光子则被高频余弦波非局域调制,且始终不与目标相互作用。通过利用非局域调制和量子关联,该团队在2–8米测量范围内,于一秒内实现了0.64 ± 0.06毫米的目标探测精度。当采集时间延长至500秒时,系统精度达到了29 ± 4 微米。此外,在背景噪声比返回探测光子强37分贝的条件下,该系统相比经典单光子方案实现了50倍的精度提升。凭借这些优势,该方法将为高精度、远距离且抗噪能力强的目标探测技术开辟新途径。

