加拿大物理學家們首次利用（yòng）量子力學克服了測量科（kē）學中的一個重（chóng）大（dà）挑戰。新開發的多探測器方法可測量出糾纏態的光子，實驗裝置使用光纖帶收集光子（zǐ）並將其發送到由11個（gè）探測器組成的（de）陣列。此項研究為使（shǐ）用量子糾纏態開發下一代（dài）超精密測量技術（shù）鋪平了道路。

      研究報（bào）告主要作（zuò）者之一（yī）、多倫多大學物理係量子光學研（yán）究小組博士生羅澤馬?李稱，新技術能利用光子以經典物理學無法達到的精度進行測量（liàng）。此項研究成果在線發表在《物理評論快報》上（shàng）。

      現存最靈敏（mǐn）的測量技術，從超精確原子（zǐ）鍾到世界上最大的望遠鏡，均依（yī）賴於檢測波之間的幹（gàn）涉，這種幹涉發生於兩（liǎng）個或更多個光束在相同空間的碰撞。羅澤馬及其同事使用的量子糾纏態包含N個光子（zǐ），它們在幹涉儀中均被（bèi）保證采取同（tóng）樣的路（lù）徑，即N個光子要（yào）麽全部采取左手路（lù）徑，要麽全部采用右手路徑。

      幹涉效應可用（yòng）幹涉儀（yí）進行測量（liàng）。幹涉裝置的測（cè）量精度可（kě）通過發送更多的光（guāng）子加以改善（shàn）。當使用經典光束時，光子（zǐ）數目（光的強度）增加100倍，幹涉儀的測量精度可提高10倍，但是，如果將光子預先設置在一個量子糾纏態，幹涉儀在同等條件下的測量精度則同步增長100倍。

      科學界（jiè）雖已了解到測量精度可（kě）通過使用糾纏（chán）光子加以改善，但隨著糾纏光子數的上升，所有的光子同時到達（dá）相同檢測（cè）器的可能性微乎其微，因此該技術在實踐（jiàn）中幾（jǐ）無用（yòng）處。羅澤馬及其同事於是開發（fā）出一種使用多個探測器（qì）來測（cè）量（liàng）糾纏態光子的新方法。他（tā）們設（shè）計（jì）了一種使用“光纖帶（dài）”的實驗裝置，用以收集光子並將其發送到11個單光子探測器組成的陣列。

      這使研究人員能夠捕（bǔ）捉到幾乎所有最初發送的（de）多光子（zǐ）。羅澤馬稱，同時將單光子以及兩個、三個和四個糾纏光子（zǐ）送入（rù）檢測設備，測量精度可得到顯著（zhe）提高。

      研究人員表示，兩個光子好於一個光子，探測器（qì）陣列的效果則遠（yuǎn）遠好於兩（liǎng）個。隨著技術的（de）進（jìn）步，采用高效（xiào）探測器陣列和按需糾纏的光子（zǐ）源，此項技術可被用於（yú）以更高（gāo）精度測量更多的光子。《物理評論快報》的評論指出，該項技術為提高成像和光刻係（xì）統的精度提供了一種行之有效的新途徑。

總編輯圈點

      光子糾纏態，早已經不再（zài）拘束於當初（chū）愛因斯坦（tǎn）等人提出的玄妙理（lǐ）論，而被應用（yòng）到如量子光刻、量子圖像學等技術領域。也正是（shì）這些應用（yòng），讓抽象的量子力學概念能較為實在地（dì）體現在人們麵前。本文中研究（jiū）者以（yǐ）超越經典物理（lǐ）學的精度測量出糾纏態光子，這種高分辨率的量（liàng）子態測量，不僅能帶動以上應用領（lǐng）域的發（fā）展，亦將（jiāng）有助於實現（xiàn）相關（guān）物理參（cān）數的高精度。