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中國科學技術大學在分布式量子精密測量方面取得重要進展
2020年12月07日 08:45:43 來源:中國科學技術大學 點擊量:3699

來自中國科大的消息顯示,,中國科學技術大學教授潘建偉及其同事陳宇翱、徐飛虎等利用多光子量子糾纏在上首次實現(xiàn)分布式量子相位估計的實驗驗證,,這為將來構建基于量子網絡的高精度量子傳感奠定了基礎,。

  【化工儀器網 科技前沿】來自中國科大的消息顯示,中國科學技術大學教授潘建偉及其同事陳宇翱,、徐飛虎等利用多光子量子糾纏在上首次實現(xiàn)分布式量子相位估計的實驗驗證,,這為將來構建基于量子網絡的高精度量子傳感奠定了基礎。
 
  據了解,分布式傳感是一種可用于同時執(zhí)行遠程空間多個節(jié)點上精密測量任務的重要手段,,在日常生活,、科學研究和工程等領域有著廣泛的應用,例如橋梁,、飛機等大型結構的應力場分布和溫度場分布的有效監(jiān)測,。
 
  隨著量子技術的不斷發(fā)展,傳感技術也邁進了量子化時代,。量子網絡作為量子信息和量子計算的重要組成,,在執(zhí)行各類遠程多節(jié)點任務中起著重要作用。當對多個空間分布的參量進行測量時,,分布式量子傳感能夠實現(xiàn)超越經典統(tǒng)計極限的測量精度,。
 
  然而,分布式量子傳感面對著一個重要問題:如何選擇并制備能夠實現(xiàn)對多個參量優(yōu)的測量精度的量子糾纏態(tài)呢,?
 
  研究表明,,對于某類分布式的大糾纏態(tài),理論上能夠達到優(yōu)測量精度,,即海森堡極限,。
 
  針對這一重要問題,研究團隊設計了基于多光子量子糾纏,,通過操縱六光子干涉儀,,實驗演示了多個獨立的相移及其平均值測量的測量方案。實驗結果顯示,,利用分布式糾纏態(tài)進行測量,,其精度可以超越經典傳感器的理論極限。
 
  同時,,基于光子糾纏和相干性組合的方案,,研究團隊還進一步實驗演示了多個空間相移的線性組合測量(參數數量總個數達到21個),與僅利用粒子糾纏的方案進行對比,。結果顯示,,該組合式方案不僅能夠增加可測量參數數量,還能提高測量精度,。
 
  基于這一實驗顯示,,此項工作成功實現(xiàn)了多參量分布式量子傳感的原理性實驗驗證,評估了不同糾纏結構情況下的測量精度,,驗證了糾纏結構對測量精度的增強效果,,擴展了資源利用率和可測量的參量數量,朝分布式量子傳感的實際應用邁出了重要一步,。
 
  據悉,,該成果于11月30日在學術期刊《自然·光子學》上在線發(fā)表,,審稿人對該工作給予高度評價,稱贊這是一項“重要的里程碑工作”,。
 
  除此之外,,該工作得到科技部、國家基金委,、中科院和安徽省等資助,。
 
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