量子纠缠的新研究可以极大地改善疾病检测，例如癌症和阿尔茨海默病。
约克大学科学家的研究可能会显著改善正电子发射断层扫描(PET)技术，该技术广泛用于诊断癌症和阿尔茨海默病。
这项研究发表在《物理评论快报》上，探索了“量子纠缠”在大幅改善疾病检测方面的潜力。
量子纠缠是一种粒子以某种方式相互连接起来的现象，无论它们相距多远，一个粒子的状态可以立即影响另一个粒子的状态。
从癌症到阿尔茨海默症
PET扫描是诊断癌症最有效的技术之一，也是诊断阿尔茨海默病的有效方法。它通过追踪注入体内的放射性物质来揭示器官和组织的运作情况。
有些细胞，例如癌细胞，会吸收更多葡萄糖，因此在扫描中会显得更亮。这是因为放射性物质会发射称为正电子的粒子，这些粒子与体内的电子相互作用产生能量射线(称为伽马光子)。
PET扫描仪可以探测这些伽马光子来定位高活动区域，例如肿瘤。
然而，检测伽马光子可能具有挑战性，因为有些光子在被测量之前就会散射，这被称为“垃圾”散射事件。
约克大学的一项新研究旨在利用量子物理学来利用这些散射信号，提高PET扫描的准确性。
新的可能性
研究表明，通过将PET扫描技术与量子粒子理论的进步相结合，通常被丢弃的垃圾事件可以提供有价值的信息。
这是因为PET光子是在量子纠缠态下产生的，这意味着即使它们相距很远，一个光子的行为也会影响另一个光子。
这项研究表明，量子纠缠大部分在产生垃圾事件的散射过程中存活下来。
这些发现为使用人工智能和机器学习分析这些垃圾事件产生的数据开辟了令人兴奋的新可能性。
反过来，这可能带来更灵敏的诊断工具，并可能减少患者所需的辐射剂量。
该项目负责人、约克大学强子与核物理系主任丹尼尔·沃茨教授表示：“PET光子之间量子纠缠的稳健性确实令人惊讶。现在我们在更根本的基础上理解了这种量子纠缠，PET中量子信息的利用终于触手可及。”
STFC执行主席马克·汤姆森教授表示：“约克大学的这项开创性研究利用光子量子纠缠开发出可以极大地改善疾病检测的尖端技术，为社会带来益处。
“通过利用量子纠缠，我们正在朝着更精确、更灵敏的诊断方法迈进，以改善患者的治疗效果，同时最大限度地减少辐射暴露。这项研究凸显了STFC致力于支持具有改变医疗保健潜力的开创性研究的承诺。”