中國（guó）科大實現不受散射限製的量（liàng）子統計測量術
儀器信（xìn）息網 2013/4/15 17:32:34 點擊10次

　　中國科學（xué）技術大學郭光燦院士領導的中科（kē）院量子信（xìn）息（xī）重點實驗（yàn）室孫方穩研究組，在國際（jì）上（shàng）首次利（lì）用量子統計測量技術實現了不受（shòu）傳統光學散射極限（xiàn）限製的相鄰發光物體的測量和分辨，其精度可以達到納米量級。研究成果4月9日發表在《物理評論快報》上。

　　如何提高測量精度（dù），數百年來一直是科（kē）學研究的主要課題和技術發展的主要追求目標;同時，通過物理量的高精度量反過來又推動著科學技術向前發展（zhǎn）。因此，新型的（de）測（cè）量技術（shù）不斷地被開發，而其中最有吸（xī）引力的就是利用量子力學基本原理實（shí）現的量子測量方法。隨著量子力學的發展以及（jí）相關量子信息技術的開發和應用，量子測（cè）量一（yī）方麵可以實現超過經典測量極限的高精度測量;另一方（fāng）麵（miàn），可以實現（xiàn）經典方式無法完成的各種測量。如利用傳統光學測量相近的兩（liǎng）個物體的距離受製於光（guāng）學瑞利散射極限，其精（jīng）度仍在數百個納（nà）米，遠遠大於現在各種物理、化學、材（cái）料、生物等學科發展所要求的成像精度。孫（sūn）方穩研究組利用（yòng）物體（tǐ）發光的量子統計屬性，設（shè）計並實驗實現了不受經典光學散射極限的量子統計測量技術，其精度（dù）可達納米量級。

　　實驗中（zhōng），他們在自己（jǐ）製備的金剛石氮（dàn）-空穴（xué）色心樣品上，非常巧妙地利用簡單的光（guāng）學收集裝置，通過探測單光子以（yǐ）及雙光子的光子數，基於單光子的量子反聚束效應成（chéng）功實現了兩個相（xiàng）距8.5納米的氮-空穴色心（xīn）獨立成像和分（fèn）辨，同時測量了每個色（sè）心的軸向。實驗中的測量精度達2.4納米，通過增加收集光子數，可以把精度提（tí）高到（dào）1納米以內。實驗測量中所需的光路簡（jiǎn）單，測量係統穩定，不受量子消相幹（gàn）的影響。該測量方法的原創性以及測量效果（guǒ）受到了編輯和審稿人的一致認可。

　　量子統計測量技術除了可以適用於相鄰物體的光學成像，還可以實現（xiàn）發（fā）光壽命（mìng），偏振和其他自（zì）由度（dù）的測量（liàng）和分（fèn）辨。同時，該測量技術可（kě）以實時測量近鄰物體的（de）動力學演化以及它們之（zhī）間的相互作用，為（wéi）實現進一（yī）步的（de）量子（zǐ）信息技術提供了一種新（xīn）的測量技術，也將在（zài）化學、材（cái）料、生物等方向得到應用。

　　該項研究（jiū）受（shòu）到科技部、國家自然科學基金委和中國科大青年基金的資助，並已經申請了國家發明專利。