全新量子干涉儀靈敏度破紀錄
記者19日從上海交通大學獲悉，該校物理與天文學院講席教授、李政道研究所兼職研究員張衛平與助理研究員包谷之等組成的團隊，在量子干涉技術與量子精密測量領域再次取得重大突破，提出并實現了一種全新的干涉架構——“量子孿生干涉儀”。該團隊將其一直保持的量子關聯干涉儀相位測量信噪比的國際紀錄再次提升三個數量級。相關成果近日發表于國際期刊《科學進展》。
干涉儀在導航、引力波探測、電磁傳感及量子計量學的眾多方向都是不可或缺的精密測量工具，但其探測微弱信號的靈敏度受限于標準量子極限。該團隊首次實現的光量子關聯干涉儀及量子增強梯度計已成功突破了這一極限，并長期在國際上保持最好紀錄。
據悉，目前主流的量子干涉相位測量均采用平衡零拍探測原理，依靠一個強本地振蕩場作為參考，通過信號光與其干涉來提取相位信息。然而，長期以來學界并未意識到，由于強本地振蕩場的存在，平衡零拍探測中，干涉兩臂光強事實上處于極端不平衡狀態，這成為相位測量靈敏度的探測瓶頸。該團隊憑借理論與實驗的雙重優勢，敏銳地辨識到這一原理的局限性。
為突破此局限，團隊構建了互為糾纏的“量子孿生干涉儀”，取代現有的平衡零拍探測。基于并行配置的雙對孿生糾纏光束，團隊建立了量子關聯干涉與糾纏探測協同的相位測量新范式。這一成果成為量子計量學向前邁進的又一里程碑。
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