中科大再创量子精密测量最高精度

记者8月13日从中科大获悉，继今年1月之后，该校郭光灿院士团队最近再创量子精密测量领域最高测量精度，该团队李传锋、陈耕等人与南京大学合作者优化量子弱测量的测量方法，把单光子克尔效应测量精度再次提升接近一个量级，实验结果首次逼近了最优海森堡极限。成果8月8日发表在《物理评论快报》上。

量子精密测量的重要目标，是使测量精度反比于单次测量所使用的光子或原子等的数目N，即达到海森堡极限精度。而经典测量方法的精度只能达到反比于根号下N，即所谓的标准量子极限。显然，当N较大时，量子精密测量的精度将远优于经典测量方法的精度。已有量子精密测量方法，普遍需要利用纠缠态或压缩态等量子资源，受限于现有技术，而且这些方法尚不具备实用性。

李传锋研究组此前将混态探针和虚部弱测量技术相结合，实现了海森堡极限精度的单光子克尔效应测量，当时探针光子的利用率为16%。在本工作中，他们进一步优化测量方法，对单光子进行投影测量以提取更多信息，从而把探针光子的利用率提升到83%，首次逼近最优海森堡极限(1/N)，测量精度比年初提升近一个量级。测量装置也变得更加简单，用普通激光脉冲即可完成。

“假如用量子精密测量的方法来测量磁场，原则上其精度可以比经典方法高几个量级，那潜水艇、隐形飞机、地下矿藏等都有办法‘看到’，还能发现很多过去发现不了的现象。 ”李传锋表示，今后将努力把这一量子精密测量技术推广到各种重要的实际应用场景，比如测量磁场、电场、温度等更日常的物理量。(记者 桂运安)

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