يمكن للضوء ألا يكون مجرد تدفق من الجسيمات، بل موجة ذات شكل معين في الزمن. أحيانًا يتغير هذا الشكل بسرعة كبيرة لدرجة أن التقاطه يشبه تصوير رصاصة أثناء طيرانها. ابتكر العلماء طريقة لقياس هذه الحالات الكمومية العابرة للضوء.
لهذا الغرض، يُستخدم جهاز يسمى كاشف التغاير المتوازن (balanced homodyne detector). يعمل مثل ميزان حساس جدًا للضوء: يقارن الإشارة غير المعروفة بشعاع مرجعي وينتج تيارًا كهربائيًا يتأرجح بتناغم مع موجات الضوء. المشكلة أن الإشارة من النبضة القصيرة قد تكون مشوهة أو مفقودة. طور المؤلفون خوارزمية تأخذ في الاعتبار أخطاء القياس المحتملة وتساعد في استعادة الشكل الحقيقي للنبضة الضوئية.
تم اختبار الطريقة على محاكاة حاسوبية. إنها لا تسمح فقط بقياس النبضات القصيرة بدقة، بل أيضًا ببناء التصوير المقطعي (tomography) — خريطة كاملة للحالة الكمومية. هذا يشبه أخذ صورة بالأشعة السينية، لكن للموجة الكمومية. الفائدة العملية تكمن في الاتصالات الكمومية والحوسبة، حيث تُشفَّر المعلومات في مثل هذه الإشارات الضوئية القصيرة.
في المستقبل، ستساعد هذه القياسات في إنشاء شبكات كمومية أكثر موثوقية. فإذا كنا نستطيع قراءة الرسائل الضوئية بدقة، يمكننا أيضًا إرسالها دون أخطاء.
كاشف التغاير المتوازن حساس لدرجة أنه يمكنه ملاحظة تغيير في المجال الضوئي أصغر من طاقة فوتون واحد.
في مسلسل «ستار تريك»، يُستخدم الاتصال الكمومي لنقل البيانات فوريًا عبر الفضاء الفرعي — يبدو أن تقنيتنا تخطو الخطوة الأولى نحو هذا المستقبل.