依賴於“量子怪異”現象的技術，例如電子同時處於兩個位置，本質上是脆弱的：最小的擾動都可能使這種不確定的狀態“坍縮”為明確的結果。然而，現在物理學家已經證明，量子效應並非總是完全屈服於擾動——至少對於電磁噪聲來說不是這樣。
他們的技術，稱為量子照明，可以使基於量子效應的方案在比現在嘈雜得多的環境中工作。它甚至可以使量子物理學在雷達等應用中發揮作用，而雷達現在依賴於經典物理學。
量子照明是最早在2008年由麻省理工學院（位於劍橋）的物理學家塞思·勞埃德提出的，作為提高雷達和其他探測遠處物體方法靈敏度的一種途徑。雷達的原理很簡單：一個裝置向環境中發射電磁波，然後監聽回波，這些回波將標誌著物體的存在。當存在大量電磁噪聲時，問題就出現了——無論是來自環境中的熱量，還是來自雷達自身的電路，這些噪聲都會掩蓋來自小型或非常遙遠物體的微弱回波。
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勞埃德的想法是將從裝置發出的光束與參考光束“糾纏”，這樣，一個光束中的每個光子都將與另一個光束中的一個光子相匹配，就像兩隊行進中計程車兵一樣。任何噪聲都將涉及隨機進入的光子，這些光子可以被區分開並被忽略，因為它們缺乏相關的孿生體。勞埃德認為，透過這種方式過濾掉噪聲，量子照明提供了一種探測使用非糾纏光束將不可見的物體的方法。
物理學家對勞埃德的理論結果感到驚訝。人們通常認為噪聲會破壞糾纏。這就是為什麼量子密碼學——一種高度安全的資訊共享方案——通常在光纖電纜內部進行的原因。但勞埃德計算出，即使存在噪聲，糾纏的痕跡仍然可以保留。
現在，研究人員首次透過實驗演示了勞埃德提出的方案的一個版本。這一成果由義大利都靈國家計量研究院的物理學家馬可·熱那維塞和他的同事們取得，發表在預印本伺服器arXiv上，並將發表在《物理評論快報》Physical Review Letters上。
為了產生一對糾纏光束，研究人員將雷射穿過“非線性”晶體，該晶體將入射光子束分成兩束相關的、低能量的光子束。他們將其中一束光傳送到參考探測器，另一束光傳送到一個空間，並在空間旁邊放置了一個主探測器。他們在附近添加了一個類似於迪斯科球的散射裝置，以產生噪聲。
當空間中沒有物體時，光束直接穿過，熱那維塞和他的同事們只記錄到一些典型的背景噪聲的隨機光子相關性。然而，當他們在空間中放置一小塊玻璃時，光子從玻璃上散射開來，探測器上相關的命中次數增加了10倍。為了驗證這種訊號確實是由量子照明引起的，研究人員用非糾纏光重複了實驗。他們記錄到的光子相關性很少，無論物體是否存在。
“這是一個很好的實驗，也是試圖證明這種效應的良好開端，”勞埃德說，儘管他指出他最初提出的方法略有不同，並且可能更強大。
熱那維塞認為，這項實驗挑戰了量子方案非常容易受到噪聲影響的普遍看法。事實上，已經有一些理論提案提出利用量子照明的基本物理原理來提高一些量子方案的魯棒性，包括量子密碼學。
“到目前為止，每個[量子]實驗的執行都受到噪聲的嚴格限制，”熱那維塞說。“這種觀點突出了在更現實的情況下使用量子協議的可能性。”