來(lái)自中國(guó)科技大學(xué)的消息顯示，該校郭光燦院士團(tuán)隊(duì)李傳鋒、項(xiàng)國(guó)勇研究組與香港中文大學(xué)袁海東教授在量子精密測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)參數(shù)同時(shí)分別達(dá)到“超海森堡極限”和海森堡極限的測(cè)量，在多參數(shù)量子精密測(cè)量研究中取得重要實(shí)驗(yàn)進(jìn)展。

　　精密測(cè)量的精度隨著消耗的資源的增加而提高，數(shù)學(xué)上用T-K來(lái)說(shuō)明，其中t是資源(例如測(cè)量時(shí)間)、k是評(píng)價(jià)不同測(cè)量方法優(yōu)劣的最重要的標(biāo)準(zhǔn)精度增加階段。

　　在相位估算、磁力計(jì)和量子陀螺儀等多種應(yīng)用中，k在古典的測(cè)量方法和量子測(cè)量方法中分別被稱(chēng)為0.5和1，分別被稱(chēng)為散粒噪音極限和海森堡極限。

　　但是，如果存在多體相互作用和時(shí)間進(jìn)化，k可以超過(guò)1，被稱(chēng)為超海森堡極限。

　　目前，這三種不同的精度極限在單參數(shù)量子測(cè)量實(shí)驗(yàn)中分別實(shí)現(xiàn)，但海森堡的不確定性關(guān)系是量子力學(xué)的根本限制，超海森堡的極限是否真的是超海森堡還有爭(zhēng)議。

　　針對(duì)這一爭(zhēng)議，項(xiàng)國(guó)勇等人采用近年來(lái)著力發(fā)展的多參數(shù)量子精密測(cè)量平臺(tái)，研究測(cè)量旋轉(zhuǎn)場(chǎng)的強(qiáng)度和頻率兩個(gè)參數(shù)中超海森堡極限和海森堡極限能否同時(shí)達(dá)到的問(wèn)題。

　　在研究過(guò)程中，項(xiàng)國(guó)勇等將控制增強(qiáng)的順序測(cè)量技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展到多參數(shù)包括時(shí)間進(jìn)化的測(cè)量中，通過(guò)優(yōu)化量子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)進(jìn)化各部分，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)參數(shù)同時(shí)達(dá)到海森堡的極限和超海森堡的極限的測(cè)量，明確了這兩個(gè)精度極限都遵循海森堡的不確定性關(guān)系

　　超海森堡極限，海森堡極限量子精密測(cè)量:中國(guó)同時(shí)實(shí)現(xiàn)。

　　旋轉(zhuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度b和頻率w測(cè)量精度的增加階段分別為k=1和2，同時(shí)達(dá)到超海森堡極限和海森堡極限。

　　這一成加強(qiáng)了量子精密測(cè)量與海森堡不確定性關(guān)系兩個(gè)領(lǐng)域的聯(lián)系，促進(jìn)了兩個(gè)領(lǐng)域的交叉發(fā)展，在實(shí)際測(cè)量問(wèn)題中具有重要的潛在應(yīng)用價(jià)值。

　　該研究成果于2021年2月18日在國(guó)際知名期刊《物理評(píng)論快報(bào)》(PhysicalReviewLetters)上發(fā)表。

　　相關(guān)審稿人認(rèn)為：“多參數(shù)估計(jì)不僅是量子精密測(cè)量的重要問(wèn)題，而且有著廣泛的應(yīng)用。我認(rèn)為這是一個(gè)具有足夠的新穎性和價(jià)值的扎實(shí)的工作，值得在PRL發(fā)表。”(Multiparameterestimationisanimportantproblemforquantummetrologythathasawiderangeofapplications,andIthinkthisisasolidpieceofworkthatisofsufficientnoveltyandmerittobepublishedinPRL)

　　該研究得到科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)院和教育部的支持。