記者1月10日從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士領導的中科院量子信息重點實驗室在量子精密測量方向取得重要進展。該實驗室李傳鋒、陳耕等人設計并實現(xiàn)了一種全新的量子弱測量方法，實驗實現(xiàn)了海森堡極限精度的單光子克爾效應測量，這是國際上首個在實際測量任務中達到海森堡極限精度的工作，可利用的光子數(shù)達到10萬個。研究成果日前發(fā)表在國際權(quán)威期刊《自然·通訊》上。

量子精密測量是量子信息科學中新發(fā)展起來的一個重要方向，旨在利用量子資源和效應實現(xiàn)超越經(jīng)典方法的測量精度。該領域之前的一個重要發(fā)現(xiàn)是，利用多光子糾纏態(tài)作為探針，可以實現(xiàn)海森堡極限精度的光相位測量。原則上來說，海森堡極限的測量精度可以遠遠高于經(jīng)典測量方法。由于實驗上很難制備光子數(shù)大于10的糾纏態(tài)，這種方法可以原理上演示超越標準量子極限的可能性，卻尚不具有實際的測量能力。因而，設計一種可實際應用的并且達到海森堡極限的量子精密測量技術是學術界長期以來努力的方向。

李傳鋒研究組摒棄常規(guī)思路，把制備混態(tài)探針和測量虛部弱值技術相結(jié)合，實驗上成功地達到了海森堡極限精度，并用來測量單個光子在商用光子晶體光纖中引起的克爾效應。這種方法無需利用糾纏等量子資源，所用探針來源于常規(guī)的激光脈沖，從而擺脫了光子數(shù)的限制。研究組在實驗上利用了含有約10萬個光子的激光脈沖，比此前經(jīng)典方法測量的最高精度提高了兩個量級。

（原標題：海森堡極限的量子精密測量首次實現(xiàn)）