国内新闻

实现高精度量子相位测量在测量时间等基础物理量时,其测量精度可超过受噪声所限的标准量子极限(即噪声极限),但却无法逼近海森堡极限。中国科技大学中国科学院量子信息重点实验室孙方稳和柳必恒在郭光灿院士指导下,利用双模光子数态和独创的多光子投影测量方法,避免了光子损耗,实现了高精度的量子相位测量,冲破了"标准量子极限",并十分接实现高精度量子相位测量在测量时间等基础物理量时,其测量精度可超过受噪声所限的标准量子极限(即噪声极限),但却无法逼近海森堡极限。     

量子因果序在量子信息过程中的应用

量子信息研究旨在利用量子资源实现超越经典极限的通信安全、计算能力和测量精度。一种新的量子资源即量子因果序被提出并被证明在一些量子信息过程中可以提供独特的优势。概述了量子信息中的量子资源，回顾了量子因果序在量子信息中的应用，并重点阐述其在量子精密测量任务中所能提供的超海森堡极限精度。未来这种新的资源可以在更多量子信息处理中带来本质的提升。     

量子粒子群优化核极限学习机的遥感影像分类

极限学习机初始参数具有随机性,容易导致其对高分辨率遥感影像的分类结果出现局部最优现象.为了解决上述问题,提出了一种基于量子粒子群优化核极限学习机的遥感影像分类方法.该方法利用量子粒子群算法对核极限学习机的核参数与正则化参数进行优化,根据参数优化后的结果构建量子粒子群优化核极限学习机的遥感影像分类模型（QPSO-KELM）.通过实验对比了SVM、KELM、PSO-KELM、QPSO-KELM这几种分类方法对高分二号遥感影像数据的分类精度与效率.结果表明：QPSO-KELM的分类精度、运行速度均优于其他几种分类方法,该方法能有效提取遥感影像上的地物要素信息.     

量子革命开启"中国速度"

电子信息技术在遵循"摩尔定律"高速前行数十年后,逐渐面临一系列发展瓶颈:电子计算机的极限运算速度是否存在?越来越一体化的信息通信网络如何应对网电空间战?对此,近年不断创新突破的量子信息科技,为人们开启了新的机遇之门. 量子革命大幕将启,新的量子技术正从实验室走出来,在传感、通讯、信息处理等领域实现前所未有的跨越式发展.     

量子传感的导航应用研究现状与展望

量子传感技术以光子、原子等量子系统为介质,利用量子效应可实现突破标准量子极限制约的超高精度和灵敏度的物理量测量,为基于时空参量测量的传统导航定位授时技术体制的突破带来新的机遇.量子传感改变了导航系统中导航传感器的感知机理,能够实现高精度的时空参量观测,并利用量子系统的非经典特性,实现导航信息的安全可靠传输和探测,提升导...     

量子精密测量专题·编者按

正量子精密测量是利用磁、光与原子的相互作用,打破传统方法中的散粒噪声限制,利用量子资源和效应实现超越经典方法的测量精度,达到海森堡精度极限. 2019年代表精密测量最高水平的7个基本物理量的计量基准已经全部实现量子化.《中国科学:物理学力学天文学》特别组织"量子精密测量专题",邀请了国内外活跃在量子精密测量领域的科研工作者撰写了8篇相关论文,其中7篇为综述论文, 1篇为研究论文,反映了国内外关于量子精密测量相关研究的现状以及最新研究进展.     

基于宇称测量的热态和Fock态的相位估计方案

在基于干涉仪的量子精密测量中,输入量子态的选择直接决定了待测相位的测量精度.本文考虑了基于压缩热态(特别是自由热态的情况)和Fock态的直积态作为马赫-曾德尔干涉仪的输入态,计算得到了宇称测量信号的解析解,进而得到了相位测量精度.研究结果表明:在待测相位很小时,压缩热态、压缩真空态以及自由热态与Fock态的直积态做为干涉仪的输入态时,均可得到相同的相位测量精度极限,且该测量极限达到了基于量子Fisher信息量子CrámerRao界限,所以宇称测量是相应的最优测量.同时,研究结果也表明,除了相干态,高强度的自由热态在量子精密测量中也有着一定的应用价值.     

量子统计系统极限判据的讨论

目的对量子统计系统的极限判据进行讨论。方法对不同量子极限进行比较分析。结果推导得到了量子统计系统的极限判据,并进行了讨论。结论对近独立粒子体系的统计分布,小Planck常数极限与高温、低密度极限具有相同的极限效应。     

2015-02 国内期刊亮点

光学超分辨成像精度破极限达4.1 nm中国科学院量子信息重点实验室孙方稳研究组利用光学超分辨成像技术实现了对单个自旋态的纳米量级空间分辨率的测量和操控,其成像精度达到4.1 nm。研究成果1月2日发表在Light:Science & Applications上。金刚石中的氮—空位色心是一种发光缺陷,近几年在量子信息领域得到广泛关注,被认为有望实现室     

国外期刊亮点

<正>光学超分辨成像精度破极限达4.1 nm中国科学院量子信息重点实验室孙方稳研究组利用光学超分辨成像技术实现了对单个自旋态的纳米量级空间分辨率的测量和操控,其成像精度达到4.1 nm。研究成果1月2日发表在Light:Science Applications上。金刚石中的氮—空位色心是一种发光缺陷,近几年在量子信息领域得到广泛关注,被认为有望实现室     

量子谐振子的经典类比

运用广义线性量子变换的普遍理论求解了量子谐振子 ,同经典谐振子类比给出了量子谐振子趋近于经典极限的条件 ,相干态是最理想的经典极限态 .     

量子信息技术

量子特性在信息领域有着独特的功能,在提高运算速度、确保信息安全、增大信息容量和提高检测精度等方面有望突破现有经典信息系统的极限。量子信息科学正是由量子力学与信息科学相结合的一门学科。近年来量子信息在理论、实验和应用领域都取得重要突破。量子通信在一定程度上已经实现了商业应用并具有广阔的市场应用前景;量子计算机具有目前的计算机从原理上所不可能具有的无与伦比的威力,但目前尚未真正意义上的量子处理器的技术实现,基于量子光学和固态体系的量子处理器的研究大有可为。     

基于光学参量放大的量子干涉仪

文章综述了基于光学参量放大的量子干涉仪。高灵敏度干涉仪是实现精密测量的一种重要仪器，它的灵敏度受限于探测光场的真空起伏所决定的标准量子极限。构建新型结构的量子干涉仪可以实现突破标准量子极限的微弱信号测量。一方面，利用光学参量放大器作为非线性分束合束器，可以构建非线性迈克尔逊干涉仪，在保持噪声水平不变时将相位信号放大，使其灵敏度超越标准量子极限。另一方面，在基于光学参量放大器的量子马赫-曾德尔干涉仪中，干涉仪两臂中光学参量放大器产生的相位压缩态直接用作相敏量子态，通过同时压缩散粒噪声和放大相敏场强，能够实现突破标准量子极限的微弱信号测量。基于光学参量放大器的量子干涉仪为量子精密测量的实用化发展提供了参考。     

基于多光子叠加态的交叉相位调制耦合参数测量

继纠缠之后,粒子间相互作用已成为量子增强的重要资源.在不利用纠缠资源的前提下,已有研究工作利用单光子叠加态与相干态的相互作用实现了精度为海森堡极限的参数测量,然而海森堡极限并不是这个相互作用模型的测量精度极限.为了得到更高的测量精度,将单光子叠加态替换为多光子叠加态,在弱测量框架下对信号光量子态进行后选择与量子态筛选.将单光子叠加态替换为多光子叠加态,能为测量结果带来全方位提升.提出基于多光子叠加态的交叉相位调制耦合参数测量的物理方案,该物理方案具有搭建难度低及操作简单的优点.     

冲破“标准量子极限”——中国科技大学郭光灿量子光学小组实现高精度量子相位测量

日前,中国科技大学中科院量子信息重点实验室郭光灿院士领导的量子光学小组实现了高精度的量子相位测量,冲破了“标准量子极限”。并十分接近于量子力学的理论极限——海森堡极限。这种新颖的相位测量方案原则上突破了因测量引发光子数损耗的局限,可望在其他物理量的高精度测量中得到重要应用。     

主动关联马赫-曾德尔干涉仪中多参数相位估值的极限

基于量子费歇尔信息和量子费希尔信息矩阵理论,研究了三端口输入的主动关联马赫-曾德尔(Mach-Zehnder, MZ)干涉仪在两种不同输入态下的相位估值极限.研究结果得到,在单个端口输入任意光场的情况下,利用相位平均和量子费歇尔信息矩阵理论消除了输入光场的涨落对相位估值极限的影响;而在双端口输入相干态的情况下,无法消除光场涨落对估值极限的影响,且相位估值极限依赖于输入的双相干光的初始相位.     

简析量子定位技术及应用前景

传统的卫星导航定位系统技术,其定位精度由于受限于电磁波脉冲的能量与带宽存在着一定的极限.随着量子力学的发展,利用具有量子纠缠特性的激光脉冲来取代电磁脉冲信号,可以实现趋近于物理极限的高定位精度,这就是量子定位技术.概述了量子定位的基本原理和特点优势的基础上,浅析了其关键技术及未来广阔应用前景.     

理想气体量子统计到经典统计的过渡

利用量子统计力学方法得到的理想气体的巨势表达式,研究了理想气体的热力学性质,讨论了理想气体量子统计结果的经典极限。     

量子谐振子与量子系统的经典极限

以一维量子谐振子为例，经过分析，认为量子系统经典极限条件也可表示为h→0。     

量子卡诺热机的优化性能

研究了量子卡诺热机的最优性能,得到了量子卡诺热机输出功率和效率的优化关系及其它特性参数,揭示了经典卡诺热机为量子卡诺热机的经典极限。