香港118现场直播站物理与电子科学学院张可烨教授团队与上海交通大学张卫平教授合作，在量子精密测量理论研究方面取得重要进展。相关成果以 Enhanced Quantum Metrology with Non-Phase-Covariant Noise 为题，于2024年8月27日发表于物理学顶级期刊 Physical Review Letters 上。
《Physical Review Letters》 刊登张可烨教授团队用噪声增强量子精密测量的科研成果
量子精密测量，作为一项利用量子特性显著提升测量精度的前沿技术，一直面临着环境噪声的阻碍。传统观念认为，环境噪声会侵蚀测量装置的量子特性，从而限制量子优势的展现。而实现量子测量装置与环境的绝对隔离却代价高昂，这制约着量子精密测量研究向实际应用领域的拓展。
他们的最新研究成果颠覆了这一传统认知，揭示了有些类型的环境噪声非但无害，反而能够成为提升量子测量精度的催化剂，甚至能够使噪声辅助下的测量精度超越无噪声环境下的理想极限。以磁场量子传感为例，他们深入剖析了这类“有益噪声”的特征及其促进量子精密测量的原理，证明了噪声是可以辅助量子比特在磁场强度和方向的传感上实现灵敏度的显著提升，甚至突破量子极限的束缚。
利用非相位谐变噪声提高磁场量子传感器精度的示意图
这一发现将促使我们重新审视环境噪声在量子精密测量、量子计算以及量子通信等量子技术领域中的角色定位。它预示着，通过巧妙地利用和管理环境噪声，我们可以放宽对量子优势展现条件的苛刻要求，为量子技术的实用化别辟蹊径。
该研究成果近期发表于 Physical Review Letters 133, 090801 （2024），物理与电子科学学院博士研究生彭家鑫为论文第一作者，张可烨教授和上海交通大学张卫平教授为论文共同通讯作者。研究工作获国家科技创新2030—“量子通信与量子计算机”重大项目和国家自然科学基金委的支持。
附：
论文链接：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.133.090801
来源｜物理与电子科学学院、科技处 编辑｜蒋萱 编审｜郭文君
