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你可以知道原子什么时候发射出光子。
因为发射光子的动量会给原子一个反向作用力，只要探测到了原子的运动，你就能确定此时原子发射出了光子，而且还可以根据原子的运动方向来确定光子的发射方向。
一些现代量子光源的工作原理与此类似，只是它们将原子困在两个平面镜（类似于激光器中的光学“腔”
）之间，并快速激发原子，使其优先向沿着腔轴的方向发射光子，这就构成了一个稳定的单光子源。
由于光子的发射具有严格的规律性，因而这种单光子光源是一种特别的“低噪声”
源。
如果在某个特定的时间段内观察这样一束光，你可以准确预测其中有多少个光子——只有一个。
因此，这种光的强度异常稳定，与“嘈杂”
的经典光束不同，它是一种很“安静”
的光束。
此想法也被用于其他量子光源。
你可以利用非线性光学效应构造一个非常简单的光源。
具体来说，某些晶体可以使一个高能量光子分裂成两个能量较低的光子，每个光子大约是原始光子的一半。
对于大多数材料来说，发生这种裂变的概率相当小。
由于光子成对产生，你可以将其中的一个作为“前驱体”
，作为表示另一个光子存在的信号（见图34）。
这类光源是量子光学领域的主力军，它利用光的量子力学特性来探索量子物理学的基础，进而发展出一些新型信息技术。
图34 “前驱体”
单光子光源，随机产生光子，当产生出一个光子时会由“前驱体”
发出信号
正如经典的电磁波可以发生极化[2]一样，光子也可以发生偏振，因此，我们可以找到一个垂直偏振（用V表示）或水平偏振（用H表示）的光子。
它们就像波一样，当我们通过观察光子能否通过水平方向的偏振器来测量其偏振方向时，会发现H光子（水平偏振的光子）总是可以通过偏振器，而V光子（垂直偏振的光子）总会被挡住，无法通过。
我们可以产生一个对角向偏振的光子，使其振**角度与水平和垂直方向均呈45°。
如果我们尝试观察这种对角向偏振光子能否通过水平偏振器时，其结果就存在不确定性，这非常奇怪。
光子是光的最小“组分”
，所以它不能再被分割。
那么对角向偏振光子在通过水平偏振器时会发生什么呢？实际上，对角向偏振的光子有一半的概率通过偏振器，以一半的概率被反射回来（见图35）。
图35 一个对角向偏振（用D表示）的光子遇到一个偏振器，光子会随机地通过水平偏振器（用H表示），或者通过垂直偏振器（用V表示）
这意味着如果你让对角向偏振（用D表示）的单光子通过水平方向的偏振器100万次，那么其中有50万次可以通过，而剩余的50万次则不能。
量子力学非常奇怪的一点是，你无法预测每次实验的准确结果。
这并不是因为光子有时是水平偏振的，有时是垂直偏振的，而是因为同一个光子既是水平又是垂直偏振的。
因此，此随机结果从宇宙最基本的层面揭示了量子物理学所描述的内在不确定性。
在这种情况下，你可以用单光子做一些普通光不能实现的实验。
例如，可以用光子的这种属性来生成随机数，方法是记录光子通过偏振器（标记为1），还是被偏振器反射（标记为0）。
由0和1组成的字符串中的随机性是由基础物理中的固有的特性保证的，而不只是来自投掷骰子或其他偶然事件中。
因此，量子随机数生成器是一项新兴的业务，它们生成的随机性是无法被伪造的。
你也可以利用物理定律来保障通信链路的安全，而不是依赖电信供应商。
这是基于光子的两个重要特性：第一，你不能同时在两个地方探测到同一个光子。
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