全新量子干涉仪灵敏度破纪录
记者19日从上海交通大学获悉，该校物理与天文学院讲席教授、李政道研究所兼职研究员张卫平与助理研究员包谷之等组成的团队，在量子干涉技术与量子精密测量领域再次取得重大突破，提出并实现了一种全新的干涉架构——“量子孪生干涉仪”。该团队将其一直保持的量子关联干涉仪相位测量信噪比的国际纪录再次提升三个数量级。相关成果近日发表于国际期刊《科学进展》。
干涉仪在导航、引力波探测、电磁传感及量子计量学的众多方向都是不可或缺的精密测量工具，但其探测微弱信号的灵敏度受限于标准量子极限。该团队首次实现的光量子关联干涉仪及量子增强梯度计已成功突破了这一极限，并长期在国际上保持最好纪录。
据悉，目前主流的量子干涉相位测量均采用平衡零拍探测原理，依靠一个强本地振荡场作为参考，通过信号光与其干涉来提取相位信息。然而，长期以来学界并未意识到，由于强本地振荡场的存在，平衡零拍探测中，干涉两臂光强事实上处于极端不平衡状态，这成为相位测量灵敏度的探测瓶颈。该团队凭借理论与实验的双重优势，敏锐地辨识到这一原理的局限性。
为突破此局限，团队构建了互为纠缠的“量子孪生干涉仪”，取代现有的平衡零拍探测。基于并行配置的双对孪生纠缠光束，团队建立了量子关联干涉与纠缠探测协同的相位测量新范式。这一成果成为量子计量学向前迈进的又一里程碑。
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