中國學(xué)者在量子精密測(cè)量上取得重要進(jìn)展

  記者1日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉教授及其同事在量子精密測(cè)量上取得重要進(jìn)展——在國際上首次實(shí)現(xiàn)分布式量子相位估計(jì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

　　該成果11月30日在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)知名期刊《自然-光子學(xué)》上。據(jù)介紹，該項(xiàng)研究為將來構(gòu)建基于量子網(wǎng)絡(luò)的高精度量子傳感奠定基礎(chǔ)。

　　分布式傳感是一種可用于同時(shí)執(zhí)行遠(yuǎn)程空間多個(gè)節(jié)點(diǎn)上精密測(cè)量任務(wù)的重要手段，在日常生活、科學(xué)研究和工程等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。量子網(wǎng)絡(luò)作為量子信息和量子計(jì)算的重要組成，在執(zhí)行各類遠(yuǎn)程多節(jié)點(diǎn)任務(wù)中起著重要作用。當(dāng)對(duì)多個(gè)空間分布的參量進(jìn)行測(cè)量時(shí)，分布式量子傳感能夠?qū)崿F(xiàn)超越經(jīng)典統(tǒng)計(jì)極限的測(cè)量精度。

　　研究團(tuán)隊(duì)基于多光子量子糾纏，通過操縱六光子干涉儀，實(shí)驗(yàn)演示了多個(gè)獨(dú)立的相移及其平均值測(cè)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，利用分布式糾纏態(tài)進(jìn)行測(cè)量，其精度可以超越經(jīng)典傳感器的理論極限。

　　基于光子糾纏和相干性組合的方案，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)演示了多個(gè)空間相移的線性組合測(cè)量（參數(shù)數(shù)量總個(gè)數(shù)達(dá)到21個(gè)），與僅利用粒子糾纏的方案對(duì)比，該組合式方案不僅能夠增加可測(cè)量參數(shù)數(shù)量，還能提高測(cè)量精度。

　　據(jù)介紹，該項(xiàng)工作成功實(shí)現(xiàn)了多參量分布式量子傳感的原理性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，評(píng)估了不同糾纏結(jié)構(gòu)情況下的測(cè)量精度，驗(yàn)證了糾纏結(jié)構(gòu)對(duì)測(cè)量精度的增強(qiáng)效果，擴(kuò)展了資源利用率和可測(cè)量的參量數(shù)量，朝分布式量子傳感的實(shí)際應(yīng)用邁出了重要一步。