“我国找到量子磁力仪测量磁场矢量的最终理论精度极限”

本篇文章645字，读完约2分钟

科学技术日报记者吴长锋

据中国科大介绍，该校郭光翠院士团队李传锋、项国勇研究组与合作者合作，在测量量子磁强计和磁场矢量三个分量的平行纠缠方案中，找到了不同参数测量精度之间的最小平衡方法，首次提供了磁场矢量三个分量的最终理论精度极限。 研究成果日前在国际知名期刊《物理评论快报》上在线发表。

量子磁强计研究磁场测量的最高精度，是量子精密测量的重要应用。 在几十年的研究中，通过使用纠缠等量子资源，可以在磁场的单一成分测量中达到最高精度。 但是，磁场是一个有三个分量的矢量，不同磁场分量的最佳量子测量方式通常不同，测量磁场矢量的三个分量时，不同参数的测量精度之间会达到平衡。 如何平衡不同磁场分量之间的精度平衡，磁场矢量测量的最终精度极限在哪里，能否达到，如何达到，是量子精密测量理论中迫切需要解决的问题。

项国勇等人发现，这种精度平衡起因于最佳探针状态之间的不兼容性，同时巧妙地将磁场三成分的测量精度与探针状态的不兼容性联系在一起。 最终他们找到了平衡不同磁场分量精度的方法，得到了磁场矢量测量的最终理论精度极限。 另外，研究小组进一步说明了可以达到这一精度极限，构建了必要的最佳量子探针状态和最佳量子测量。

与以往量子磁强计集中研究测量单一磁场分量相比，本文回答了磁场矢量的三个分量，并回答了测量最终精度的局限性。 同时，不同磁场分量精度平衡的基础物理发现了源于量子探针状态的不相容性。

这一成果不仅解决了磁场矢量测量的最终精度极限问题，也提供了处理其他多参数量子精密测量问题的新方法。