新華社合肥1月(yue)12日電(記(ji)者 徐海濤)記(ji)者從中(zhong)國科學技術大學獲悉,該校郭光燦院士團隊(dui)近期在量(liang)子(zi)(zi)精(jing)密測(ce)量(liang)方(fang)向取(qu)得重要(yao)進展(zhan),團隊(dui)成(cheng)員李(li)傳鋒(feng)、陳耕等人設計并實(shi)現了一(yi)種全新的(de)量(liang)子(zi)(zi)弱測(ce)量(liang)方(fang)法,實(shi)現了海森堡(bao)極限精(jing)度的(de)單光子(zi)(zi)克爾效應(ying)測(ce)量(liang)。這是(shi)國際(ji)上首個(ge)(ge)在實(shi)際(ji)測(ce)量(liang)任務中(zhong)達(da)到海森堡(bao)極限精(jing)度的(de)工作(zuo),可利用的(de)光子(zi)(zi)數達(da)到10萬(wan)個(ge)(ge)。國際(ji)權威(wei)學術期刊(kan)《自然·通(tong)訊(xun)》日前發(fa)表了該成(cheng)果。
量(liang)(liang)子(zi)精密測(ce)(ce)量(liang)(liang)是量(liang)(liang)子(zi)信(xin)息科(ke)學的一個(ge)重要方(fang)(fang)(fang)向,旨(zhi)在利用量(liang)(liang)子(zi)資源(yuan)和(he)效應實(shi)(shi)現超越經典(dian)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)的測(ce)(ce)量(liang)(liang)精度。該領域之前的一個(ge)重要發現,是以多(duo)光子(zi)糾纏(chan)態(tai)為探針,實(shi)(shi)現海(hai)森堡極限精度的光相位測(ce)(ce)量(liang)(liang)。但由于(yu)實(shi)(shi)驗上很(hen)難(nan)制備出(chu)光子(zi)數大于(yu)10的糾纏(chan)態(tai),這種方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)原理(li)上可(ke)以演示超越標準量(liang)(liang)子(zi)極限的可(ke)能(neng)性(xing),但不具有實(shi)(shi)際測(ce)(ce)量(liang)(liang)能(neng)力(li)。
近期,李傳鋒(feng)研究組(zu)創(chuang)新思路,重新設計了標準測(ce)(ce)(ce)量方(fang)(fang)案,他們把制備混(hun)態探針(zhen)和測(ce)(ce)(ce)量虛部弱值技(ji)術(shu)相結(jie)合,實驗上成(cheng)功達到了海森(sen)堡極限精(jing)(jing)度(du),并可以用來測(ce)(ce)(ce)量單個光(guang)(guang)(guang)子(zi)在商(shang)用光(guang)(guang)(guang)子(zi)晶體(ti)光(guang)(guang)(guang)纖中引(yin)起的克(ke)爾(er)效(xiao)應。這(zhe)種(zhong)方(fang)(fang)法(fa)無需利用糾纏等量子(zi)資(zi)源,所(suo)用探針(zhen)來源于(yu)常(chang)規的激光(guang)(guang)(guang)脈沖,從(cong)而(er)擺脫(tuo)了光(guang)(guang)(guang)子(zi)數的限制。在實驗中,研究組(zu)利用含有約10萬(wan)個光(guang)(guang)(guang)子(zi)的激光(guang)(guang)(guang)脈沖,測(ce)(ce)(ce)量商(shang)用光(guang)(guang)(guang)子(zi)晶體(ti)光(guang)(guang)(guang)纖的單光(guang)(guang)(guang)子(zi)克(ke)爾(er)系數精(jing)(jing)度(du)達到了10-10弧(hu)度(du),比此(ci)前經典方(fang)(fang)法(fa)測(ce)(ce)(ce)量的最高精(jing)(jing)度(du)提高了兩個量級。
據介紹,該研(yan)究(jiu)成果展現了量(liang)子精(jing)密測量(liang)的技術優勢,實驗中光(guang)子的利(li)用率約為16%。下一步,研(yan)究(jiu)組將在如何提高光(guang)子利(li)用率方(fang)面深入探索(suo)。

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