中科大實現超越海森堡極限精度的量子精密測量

從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士團隊李傳鋒、陳耕等人與同行合作，利用量子不確定因果序實現了超越海森堡極限精度的量子精密測量。研究成果已發表於國際期刊《自然·物理》。<br />
量子精密測量致力於把量子力學原理運用到各種測量任務中以實現超過經典極限的測量精度。海森堡極限被認為是利用量子方法和資源所能達到的最終極限。之前國際上曾有一些工作聲稱超越了海森堡極限，然而這些工作利用了非線性效應或者包含了含時的哈密頓量，引起了廣泛討論，最終被理論上證明在以能量等作為規範化資源定義的前提下仍然會遵循海森堡極限。<br />
近年來，學術界提出一種新的量子結構，即量子不確定因果序。量子力學的疊加原理不僅允許不同量子本徵態之間的疊加，也允許兩個事件處於兩個相反時序的量子疊加上。這樣一種新型的量子資源已經被證實可以在特定的量子計算和量子通信任務中提供優勢，然而此前工作都是基於離散變數體系，未能直接應用於量子精密測量任務中。<br />
研究人員設計了一種全新的雜化（hybrid）量子裝置，即用一個離散量子比特控制光子兩組連續變數的演化時序，實驗實現了不確定因果序，從而實現了對演化產生的幾何相位的超海森堡極限的精密測量。