我科學(xué)家實現(xiàn)三參數(shù)同時達到海森堡極限的量子精密測量
科技日報記者 吳長鋒 通訊員 桂運安
記者中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校郭光燦院士團隊李傳鋒、項國勇研究組與香港中文大學(xué)袁海東教授合作，在量子精密測量實驗中同時實現(xiàn)三個參數(shù)達到海森堡極限精度的測量，測量精度比經(jīng)典方法提高13.27分貝。該成果1月1日在線發(fā)表于《科學(xué)進展》上。
單參數(shù)量子精密測量是量子精密測量中最簡單的問題，近年來在引力波探測等問題中有了重要應(yīng)用。但多參數(shù)量子精密測量比單參數(shù)測量要復(fù)雜得多，因為每個參數(shù)的最優(yōu)測量方案一般不兼容，參數(shù)之間存在精度制衡。如何減少參數(shù)之間的精度制衡以實現(xiàn)多參數(shù)同時最優(yōu)測量，是多參數(shù)量子精密測量的最重要問題之一。
項國勇等人近年來著力解決多參數(shù)量子精密測量中的精度制衡問題，在實驗上發(fā)展了集體測量技術(shù)，減小量子態(tài)測量和量子定向中的精度制衡問題；徹底優(yōu)化了量子糾纏探針態(tài)，獲得磁場矢量測量的最小精度制衡。為了完全消除參數(shù)之間的精度制衡，他們將單參數(shù)測量實驗中控制增強的次序測量技術(shù)應(yīng)用到多參數(shù)測量中，通過調(diào)控量子系統(tǒng)動力學(xué)演化，完全解決量子比特幺正演化算法中三個參數(shù)之間的精度制衡問題，實現(xiàn)三個參數(shù)同時達到海森堡極限的最優(yōu)測量。
這項成果對于推動量子精密測量與海森堡不確定性關(guān)系交叉發(fā)展具有重要意義，相關(guān)技術(shù)在實際測量中具有重要潛在應(yīng)用價值。
