我國學者研究分布式量子精密測量取得重要進展
新華社合肥12月1日電(記者徐海濤)記者從中國科學技術大學獲悉，該校潘建偉院士與同事陳宇翱、徐飛虎等人利用多光子量子糾纏技術，近期首次實現分布式量子相位估計的實驗驗證，為未來構建基于量子網絡的高精度量子傳感奠定了基礎。國際學術知名期刊《自然·光子學》日前發表了該成果。
分布式傳感是一種可同時執行遠程空間多節點精密測量任務的重要技術，在生活、科研和工程等領域有廣泛應用，比如監測橋梁、飛機等大型結構的應力場、溫度場分布等。
近年來，隨著量子科技的蓬勃發展，傳感技術也開始邁入量子化時代。量子網絡是面向未來的重要應用，可以執行各類遠程多節點任務，當對多個空間分布的參量進行測量時，量子傳感能夠實現超越傳統統計極限的測量精度。但是，分布式量子傳感面臨一個技術難題：如何選擇、制備能實現最優測量精度的量子糾纏態？
近期，潘建偉研究團隊設計了一種新測量方案，他們基于多光子量子糾纏技術，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。實驗顯示，利用分布式糾纏態進行測量，其精度可以超越傳統傳感器的理論極限。基于光子糾纏和相干性組合的方案，他們進一步實驗演示了多個空間相移的線性組合測量，結果顯示該組合式方案不僅能夠增加可測量參數的數量，還能提高測量精度。
據介紹，這項研究成功實現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，向分布式量子傳感的實際應用邁出了重要一步。
《自然·光子學》雜志審稿人對該研究給予高度評價，稱贊這是一項“重要的里程碑式工作”。