中科大实现赶超海森堡极限精度的量子精密测量

量子测量致力于把量子力学原理应用于各种测量项目,使测量精度超越常规水平,使测量的精确性更有效。海森堡极限被认为是利用量子方法和资源所能达到的最终极限。之前国际上曾有一些工作声称超越了海森堡极限，然而这些工作利用了非线性效应或者包含了耗时的哈密顿量，引起了广泛讨论，最终被理论上证明在以能量作为规范化资源定义的前提下仍然会遵循海森堡极限。

近年来，学术界提出一种新的量子结构，即量子不确定因果序。量子力学的叠加原理不仅允许不同量子本征态之间的叠加，也就是允许相邻的两个物理事件发生于同一时间的两个相反时序的量子叠加上。

研究人员设计了一种全新的杂化（hybrid）量子装置，即用一个离散量子比特控制光子两组连续变量的演化时序，实验实现了不确定因果序，从而实现了对演化产生的几何相位的超海森堡极限的精密测量。该实验使用单个光子作为探针，不存在光子间的相互作用，且单次测量所需要的能量不超过单个光子的能量，从而实现了首个在规范化资源定义下超越海森堡极限的实验工作。

科研人员表示，这一实验结果对不确定因果序和量子精密测量的理解均带来了重要影响。此外，研究人员还发现，量子纠缠可以通过改变量子信息传输的速度来调节，从而影响量子计算机的运行效率。

（编辑：银川站长网）

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