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前瞻技術脈動：光子與量子技術（202510）

關鍵字：古典物理學；量子糾纏；全合一像素；超高解析度顯示；液晶；量子通訊；精度測量；超解析度光子力顯微技術(SRPFM)；
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科技產業資訊室(iKnow) - 技術發展藍圖研析團隊 發表於 2025年4月25日
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圖、前瞻技術脈動：光子與量子技術（202510）
 
打破古典物理學的極限：量子纏結以前所未有的方式測量地球自轉
光學薩格納克干涉儀(optical Sagnac interferometer)自20世紀初開始，在推進我們對基礎物理學的理解至關重要，雖然它在測量旋轉速度的精確度上無與倫比，但仍受到古典物理學限制。

由University of Vienna研究團隊發表於《Science Advances》期刊的研究成果指出，該團隊利用量子糾纏(quantum entanglement)技術在測量地球自轉方面取得了前所未有的精確度。研究團隊使用了經過量子糾纏技術強化的光學薩格納克干涉儀，能以非凡的靈敏度檢測旋轉效應(rotational effect)，顯著超越了古典物理學的限制。透過該干涉儀裝置，研究團隊成功觀測到地球自轉對量子態的影響，標誌著量子力學(quantum mechanics)和廣義相對論(general Relativity)跨領域的重大進展。研究成果不僅證明了理論預測，還為基於量子糾纏設計的感測器和基礎物理研究的未來進展鋪平了道路。
參考資料：Shattering the Limits of Classical Physics: Quantum Entanglement Measures Earth’s Rotation Like Never Before. SciTechDaily. 2024/06/17.

全合一像素結合紅、綠和藍色，用於超高解析度顯示
現有的OLED和MicroLED螢幕由像素(pixel)組成，每個像素包含紅、綠和藍色三個並排的微小LED（子像素，subpixel），透過調整各子像素的強度可產生各種顏色，然而這種設計導致像素變大並限制了螢幕解析度，在VR頭戴式設備等近距離應用中成為問題，同時也增加了製造超高清顯示器的成本和複雜度。

新創企業Q-Pixel透過引入一種新穎的像素設計方法，在顯示技術領域取得了突破性進展。與傳統顯示器依賴獨立的紅、綠和藍色子像素形成顏色不同，Q-Pixel將這些子像素整合成單一的多色(polychromatic)LED。該突破不僅提升了螢幕解析度，還簡化了製造過程，使其比現有的OLED和MicroLED技術更加高效和具有潛在的成本效益。在最近的Society for Information Display年會上，Q-Pixel展示了世界上解析度最高的主動式矩陣(active matrix)彩色顯示器，達到了每英寸6,800像素(PPI)。研究成果代表了顯示器清晰度的顯著提升，對於像VR頭戴式設備這類像素密度對視覺品質和使用者體驗有著重大影響的應用尤其重要。Q-Pixel的技術還展現了更快的回應時間、更高的亮度、更長的使用壽命和更好的能效。
參考資料：All-in-one pixel combines red, green and blue for ultra high-res displays. New Atlas. 2024/06/18.

液晶可以改善量子通訊設備
使用與電視屏幕中相同的液晶，製造量子光變得更加容易。量子光對未來技術至關重要，其內部的糾纏粒子可推動無法被駭入的量子通訊網絡或生物醫學中的量子成像技術。斯洛文尼亞研究所的研究人員表示，過去六十年來製造量子光的方法幾乎沒有變化。如今，研究人員利用液晶發明了一種新方法。德國Max Planck光學研究所的研究人員指出，液晶比傳統晶體更易調節，且能高效產生糾纏粒子光，這將在量子成像、通訊和感測領域帶來革命性應用。該研究發表在Nature期刊上。
參考資料：Liquid crystals could improve quantum communication devices. New Scientist. 2024/06/12.

令人難以置信的新技術以前所未有的精度測量比病毒還小的力量
直到現在，在液體環境中以高精度測量微小的力量是一項重大挑戰，原因包括探針加熱和訊號微弱等問題。由Beihang University、RMIT University、Australian National University和University of Technology Sydney研究團隊發表於《Nature Photonics》期刊的研究成果指出，該團隊開發了一種開創性方法，使用超解析度光子力顯微技術(super-resolved photonic force microscopy，SRPFM)在水溶液環境中測量極小的奈米級力量，具有前所未有的敏感度和解析度。該技術能檢測到108.2阿托牛頓(attonewton, 10-18N)的微小力量，與測量一個病毒的重量相當。研究成果有望革新生物學研究，強化生物醫學技術，並在分子生物學、疾病檢測和先進奈米技術工具等領域具有應用潛力。(1249字；圖1)
參考資料：Incredible New Technique Measures Forces As Small as a Virus With Unprecedented Precision. SciTechDaily. 2024/06/25.

 

 
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