宇宙和系外行星 （图片来源：Pixabay）
在已知的大约4500个系外行星中，只有约1%的行星是通过对其直接成像而发现的。直接探测率低的原因是，从系外行星散射出的暗淡光线在行星母星的强光下很难被识别。现在澳大利亚麦考瑞大学的Zixin Huang和英国谢菲尔德大学的Cosmo Lupo预测，量子成像技术能够显著提高直接探测到系外行星的概率。他们还表明，这项任务的灵敏度极限已经可以通过目前已有的两种技术实现——一种基于干涉测量法（interferometry），另一种是将来自恒星图像中的光分解为不同的空间模式。
用来区分两种量子态假设的光学成像系统 （图片来源：Z. Huang and C. Lupo ）
Huang和Lupo将寻找行星的任务视作对量子态的辨别，其中两种量子态——“恒星加行星”和“仅恒星”——与检测到的光子的空间分布相关。他们发现，正确区分这些状态的概率取决于恒星与行星的星间角距、恒星与行星的亮度比以及望远镜收集到的光子数。
量子相对熵和DI相对熵的比较 （图片来源：Z. Huang and C. Lupo ）
研究人员预测，随着上述变量的变化，他们所开发量子方法“辨别错误”的概率与经典方法不同。他们发现，只有量子成像技术才能达到基本误差概率的极限。因此，与现存的方法相比，量子技术可能能够探测到那些更暗、更靠近恒星或者二者兼具的系外行星。
作者：Marric Stephens
翻译：陈曦
审校：张楚
引进来源：美国物理学会
本文来自：中国数字科技馆
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