【中國科學報】中國科大等實現多參數同時最優量子精密測量

2021-01-11 中國科大新聞網

【中國科學報】中國科大等實現多參數同時最優量子精密測量

本報訊 中國科學技術大學郭光燦團隊的李傳鋒、項國勇研究組與香港中文大學教授袁海東合作，在量子精密測量實驗中同時實現3個參數達到海森堡極限精度的測量，測量精度比經典方法提高13.27分貝。相關成果近日在線發表於《科學進展》。

多參數量子精密測量中，每個參數的最優測量方案一般不兼容，參數之間存在精度制衡。如何減少參數之間的精度制衡以實現多參數同時最優測量，是多參數量子精密測量最重要的問題之一。

項國勇等人近年來著力解決多參數量子精密測量中的精度制衡問題，在實驗上發展了集體測量技術，減小量子態測量和量子定向中的精度制衡問題；徹底優化了量子糾纏探針態，獲得磁場矢量測量的最小精度制衡。為了完全消除參數之間的精度制衡，他們將單參數測量實驗中控制增強的次序測量技術應用到多參數測量中，通過調控量子系統動力學演化，完全解決量子比特么正演化算法中3個參數之間的精度制衡問題，實現3個參數同時達到海森堡極限的最優測量。

這項成果對於推動量子精密測量與海森堡不確定性關係交叉發展具有重要意義，相關技術在實際測量中具有重要潛在應用價值。（桂運安）

相關論文信息：

https://doi.org/10.1126/sciadv.abd2986

《中國科學報》 (2021-01-06 第4版 綜合)

http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2021/1/359953.shtm

相關焦點

  • 【中國新聞網】中國科大實現時間最優量子控制
    【中國新聞網】中國科大實現時間最優量子控制 2016-10-25 中國新聞網 吳蘭 【字體：　　該成果由中國科大杜江峰院士領導的中科院微觀磁共振重點實驗室的榮星和耿建培等在固態自旋體系中實現時間最優量子控制。研究成果發表在國際物理學權威學術期刊《物理評論快報》上，美國物理學會網站PhysicsSynopsis欄目將該成果作為亮點報導。　　量子控制是現代量子科學的基礎，在量子計算、量子精密測量等領域具有重要意義。
  • 中國科大實現時間最優量子控制
    中新網合肥10月24日電 (記者 吳蘭)記者24日從中國科大獲悉，該校科研人員在量子控制研究領域取得重要進展，實現時間最優量子控制。　　該成果由中國科大杜江峰院士領導的中科院微觀磁共振重點實驗室的榮星和耿建培等在固態自旋體系中實現時間最優量子控制。研究成果發表在國際物理學權威學術期刊《物理評論快報》上，美國物理學會網站PhysicsSynopsis欄目將該成果作為亮點報導。　　量子控制是現代量子科學的基礎，在量子計算、量子精密測量等領域具有重要意義。
  • 中科大通過分布式量子精密測量推進高精度量子傳感技術
    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國際上首次實現分布式量子相位估計的實驗驗證，這為將來構建基於量子網絡的高精度量子傳感奠定基礎。該成果於11月30日在國際學術知名期刊《自然·光子學》上在線發表。分布式傳感是一種可用於同時執行遠程空間多個節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。
  • 量子磁力儀測量磁場矢量最終理論精度極限找到
    記者7月14日從中國科大獲悉，該校郭光燦院士團隊李傳鋒、項國勇研究組與合作者合作，在量子磁力儀同時測量磁場矢量三個分量的平行糾纏方案中，找到了平衡不同參數測量精度間的最小制衡方法，首次給出同時測量磁場矢量三分量的最終理論精度極限。研究成果日前在線發表在國際知名期刊《物理評論快報》上。
  • 蘇黎世聯邦理工學院(ETH)楊宇翔:量子精密測量
    報告內容：量子精密測量(Quantummetrology)是量子信息科學的一個重要分支，有著廣闊的應用前景。利用糾纏等效應，量子精密測量可以大大提高參數測量的精度，從而使得一些極端情況下的參數測量成為可能。本次報告從量子精密測量的背景介紹出發，結合自身工作探討了它的多個發展方向，包括量子傳感器網絡、對於測量過程中噪聲的控制、以及測量數據的壓縮處理等。
  • 【中國科學報】科學家實現皮秒精度任意序列發生器
    【中國科學報】科學家實現皮秒精度任意序列發生器 2018-07-17 中國科學報 【字體：　　高精度的序列發生器廣泛應用於高端儀器、測試測量、前沿科學研究等重要領域，其可用於產生高時間解析度的控制脈衝序列，對各分系統進行高精度同步控制。目前，高精度序列發生器在量子計算、量子精密測量、自動化控制與測量、脈衝成像技術、醫學診療等諸多方向得到廣泛應用。　　在過去的數十年中，序列發生技術絕大部分採用高速時鐘法。
  • 中國科大在基於單光子源的量子精密測量方面取得重要進展
    中國科大在基於單光子源的量子精密測量方面取得重要進展 中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等與美國普林斯頓大學Marlan Scully、德國維爾茲堡大學
  • 中科大首次實驗實現最優量子糾纏態檢驗
    記者7月24日從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士團隊首次實現了最優效率的多光子的量子糾纏態檢驗。該研究成果近日發表在國際知名期刊《物理評論快報》上。量子糾纏是量子通訊和量子計算研究中重要的資源，製備高質量的糾纏態是實現眾多量子信息方案的基本前提。而如何刻畫這些實際糾纏態的質量，是實施相關量子信息方案首先要解決的問題。傳統的量子態層析方法需要進行的測量數目和後處理的計算複雜度，都隨糾纏體系的規模成指數增長。
  • 中國科大首次利用糾纏測量實現量子定向
    中科大郭光燦院士團隊在量子定向研究中取得重要進展。該團隊李傳鋒、項國勇研究組與復旦大學朱黃俊和北京理工大學尚江偉合作，基於量子糾纏測量技術實驗實現了高效的量子定向。該研究成果於2月13日在線發表在國際知名期刊《物理評論快報》上。量子定向任務是指發送者Alice利用量子資源把空間中的某個任意方向發送給接收者Bob，它在定位導航等領域具有重要用途。
  • 中國科大實現時間最優量子控制 操作精度高達99%
    10月24日，中國科大發布消息，該校教授、中科院院士杜江峰領導的中科院微觀磁共振重點實驗室在量子控制研究領域取得重要進展，該實驗室榮星、耿建培等在固態自旋體系中實現時間最優量子控制
  • 【中國青年報客戶端】糾纏集體測量將投影測量反作用降至最小
    【中國青年報客戶端】糾纏集體測量將投影測量反作用降至最小 中國青年報客戶端訊（通訊員 桂運安 中青報·中青網記者 王磊）記者從中國科學技術大學獲悉，
  • 三位量子精密測量研究者榮膺「墨子量子獎」
    2020年度「墨子量子獎」獲獎名單於12月10日正式揭曉，將其授予在量子精密測量領域有著傑出貢獻的三位研究人員：美國新墨西哥大學Carlton Caves、日本東京大學Hidetoshi Katori以及美國科羅拉多大學博爾德分校葉軍。
  • 2020年度「墨子量子獎」出爐 授予量子精密測量領域
    繼前兩屆分別授予量子計算和量子通信領域之後，2020年度「墨子量子獎」授予了量子精密測量領域。　　據悉，為了推動量子信息科技的科學研究特別是第二次量子革命的發展，中國民間企業家們慷慨捐資一億元，成立了「墨子量子科技基金會」。
  • 三位量子精密測量研究者同獲2020年度「墨子量子獎」
    新華社上海12月10日電（記者周琳）10日，2020年度「墨子量子獎」正式揭曉，獎項授予量子精密測量領域三位研究人員，分別為美國新墨西哥大學的卡爾頓·凱夫斯、日本東京大學的香取秀俊以及美國科羅拉多大學博爾德分校的葉軍。
  • 精密測量院實現高精度可搬運鈣離子光頻標—新聞—科學網
    近日，中科院精密測量科學與技術創新研究院研究員高克林團隊實現高精度可搬運鈣離子光頻標，相關成果分別發表於《國家科學評論》和《物理評論
  • 2020年度「墨子量子獎」揭曉 三位量子精密測量研究者獲獎
    12月10日，2020年度「墨子量子獎」正式揭曉，獎項授予量子精密測量領域三位研究人員，分別為美國新墨西哥大學的卡爾頓·凱夫斯、日本東京大學的香取秀俊以及美國科羅拉多大學博爾德分校的葉軍。卡爾頓·凱夫斯獲獎是憑藉其在量子精密測量及量子信息理論方面的基礎性工作，尤其是闡明幹涉儀中的基本噪聲及其在壓縮狀態下的抑制作用方面的工作；香取秀俊和葉軍則是由於其在量子精密測量方面的突破性成就，特別是在開發極其穩定和精確的光學原子鐘方面的成就。
  • 【中國科學報】科學家利用規模化量子模擬器求解複雜物理問題
    石千惠、梁琰製圖　　11月19日，《自然》發表了中國科學技術大學潘建偉院士和苑震生教授團隊的最新研究進展，在71個格點的超冷原子量子模擬器中求解施溫格方程。這一成果成功利用規模化量子計算和量子模擬方法求解了複雜物理問題。
  • 國盾量子今日登陸科創板!中國量子中心誕生「量子通信第一股」
    7月9日上午，科大國盾量子技術股份有限公司（股票代碼：688027）科創板上市儀式在安徽合肥中科大先研院舉行。經過11年的砥礪奮進，國盾量子正式鳴鑼上市，成為中國量子通信領域首家A股上市企業。而國盾量子所在的合肥高新區，也發展成為國內量子技術產業最為集聚的中國「量子中心」。
  • 量子測量用什麼「量」?
    通過對不同種類量子系統中獨特的量子特性進行控制與檢測，可以實現量子定位導航、量子目標識別、量子重力測量、量子磁場測量、量子時間基準五大領域的精密測量。　　高精度是量子測量的核心優勢。比如傳統機電式陀螺儀的精度約為10e-6°/h，而量子陀螺的理論精度可達10e- 12°/h；又如傳統時間同步技術最高精度是100ps，而量子時間同步協議的精度可達到皮秒量級。
  • 「中國科學報」科學家利用規模化量子模擬器求解複雜物理問題
    11月19日，《自然》發表了中國科學技術大學潘建偉院士和苑震生教授團隊的最新研究進展，在71個格點的超冷原子量子模擬器中求解施溫格方程。這一成果成功利用規模化量子計算和量子模擬方法求解了複雜物理問題。據悉，研究團隊同德國、義大利科學家合作，開發了專用的量子計算機——71個格點的超冷原子光晶格量子模擬器，通過精確調控成功模擬量子電動力學方程施溫格模型，操控束縛在其中的超冷原子，首次模擬了規範場與物質場之間的相互作用和轉化，觀測到了局域規範不變量，並首次使用微觀量子調控手段在量子多體系統中驗證了描述電荷與電場關係的高斯定理。