基於量子關聯的精密測量研究

《基於量子關聯的精密測量研究》是依託中國科學技術大學，由陸朝陽擔任項目負責人的重大研究計畫。

基本介紹

• 中文名：基於量子關聯的精密測量研究
• 項目類別：重大研究計畫
• 項目負責人：陸朝陽
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

本項目旨在深入研究基於量子關聯的精密測量新原理、新方法、新技術。我們將通過發展新的光學手段和技術，實現多個光子的糾纏態，並利用光子之間的量子關聯特性實現光子德布羅意波長的縮短。在此基礎上，我們將進一步發展光子的多自由度，包括極化、動量、軌道角動量等，實現更高量子比特數目的糾纏態，探索其在精密測量中的套用。同時，我們將利用量子信息和量子光學中的多種調控手段，包括弱測量、量子編碼、拉比振盪、共振螢光燈，發展抑制實驗噪聲的方法，實現對微小相位的放大，並實現超越經典界限的位相估計和打破瑞利衍射極限的光學成像。

結題摘要

本項目圍繞著基於量子關聯的精密測量，在光與冷原子兩個體系中開展較為系統的研究，在基於單光子源的量子傅立葉變換精密測量、面向精密測量的高品質單光子源、基於多粒子糾纏的精密測量、高精度量子光刻等方面取得了一系列處於國際前沿的重要研究成果：在實驗上同時利用光子的極化和路逕自由度製備出傅立葉變換干涉儀，輸入4個單光子，實現了超越散粒噪聲極限的量子精密測量；製備出確定性、高品質、高效單光子源，在國際上首次同時解決了單光子源的三個關鍵問題，成為目前國際上綜合性能最優秀的單光子源，進一步構建了用於玻色取樣的多光子可程式量子計算原型機，首次演示了超越早期經典計算機（ENIAC、TRADIC）的量子計算能力；首次製備出十光子糾纏態，創造了光子糾纏態製備新的世界紀錄；基於光子的多自由度相干調控，首次實現多自由度量子隱形傳態，進一步通過調控6光子極化、路徑和軌道角動量3個自由度，製備出18比特超糾纏；實現對任意噪聲免疫的薛丁格貓態；基於嵌入式量子模擬器的實現量子糾纏直接測量；基於冷原子系統，實現高精度量子光刻。共發表SCI論文10篇，其中包括Nature 1篇，Nature Photonics 2篇， Physical Review Letters 5篇。