《量子高精密測量實驗研究》是依託中國科學技術大學，由項國勇擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：量子高精密測量實驗研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：項國勇
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
利用量子力學的方法，科學家們已經將測量的精度提高到可以突破經典物理極限- - 標準量子極限。本項目主要研究利用量子力學和量子光學的方法測量任意微小位移（光學相位）和任意微小空間角度轉動，使測量精度突破標準量子極限。分析比較各種糾纏形式在高精密測量中的優劣性；完成不同類型多光子糾纏態的實驗製備。利用多光子干涉技術和相應的測量手段對任意相位及其變化的進行精確測量，並突破標準量子極限。研究在有光子損耗情況下保證和提高測量的精度，提出合適的實驗方案並在實驗上證明即使有光子損耗以可以利用合適的糾纏態完成精度超越經典物理極限的精確測量。利用量子反饋控制理論以及自適應測量理論最最佳化利用不同光子數的糾纏態，進一步提高測量精度。研究設計不同全息結構並用以此製備和探測不同軌道角動量糾纏態；利用軌道角動量的特性完成以突破經典物理極限的精度對空間任意微小角度轉動精確測量。
結題摘要
量子計量是近幾年隨著量子信息技術的發展而興起來的一個新的研究領域。量子計量研究的目標是超越經典方法測量限制（如散粒噪聲極限，瑞麗衍射極限等），進一步提高精度。而這些都離不開量子態-尤其是量子糾纏態-的精確製備和測量。在本項目當中，我們首先證明了Holland-Burnett態在測量利用單條幹涉曲線時是最優，並且完成了六光子實驗驗證，其中六光子干涉可見度是目前公開報導的最高的；基於線性回歸模型，我們提出了一種新的量子態層析方法，並證明了我們原則上可以預言最優的測量基，並且數據處理的複雜度比傳統方法大大降低；弱信號可以通過放大實現測量，我們提出並利用一種無噪聲線性放大器實現一個偏振量子比特的無噪聲放大；量子態測量精度極限在哪裡一直沒有相關的實驗驗證，我們考慮到完備性原理與不同力學量間的信息平衡對量子態測量精度的影響，提出了兩步測量的策略，使得測量精度在各種衡量指標下都能達到理論極限；利用線上自適應測量和反饋控制方法實現了與拷貝數N成反比的量子態測量精度；提出了利用局域過濾的方法，在不需要進行整個態量子態層析是我們就可以判斷出不同四體糾纏態所在的多面體，從而區分不同類型的糾纏態。本項目的工作拓展了人們對計量學的認識，並且必將完成必將推動我國在量子計量學領域的進一步發展。
