上海交通大學物理與天文學院及李政道研究所張衛(wèi)平教授團隊與華東師范大學陳麗清、袁春華教授合作在量子精密測量研究方面取得重要進展。他們成功實現了高損耗下的量子干涉儀噪聲壓縮保護，打破了傳統(tǒng)標準量子極限的相位測量靈敏度。相關研究成果以“Protection of Noise Squeezing in a Quantum Interferometer with Optimal Resource Allocation”為題發(fā)表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）上。

光學干涉儀作為高精度相位測量的重要工具，在科學探索、工業(yè)與國防領域有廣泛應用。激光的發(fā)明和光的相干性為光學干涉儀帶來了革命性的發(fā)展。然而，激光的泊松分布光子漲落使得激光干涉儀的相位靈敏度受限于標準量子極限（SQL）。突破激光干涉儀的SQL一直是量子光學與量子計量學領域的重大科學難題。

利用量子光學技術可以改變光場的泊松分布，產生光的壓縮態(tài)。將光的壓縮態(tài)注入激光干涉儀中，可以突破相位測量的標準量子極限。然而，光的壓縮態(tài)非常脆弱，容易受到外界環(huán)境損耗的影響而退相干，無法有效展現其量子優(yōu)勢。在實際應用中，激光干涉儀受到環(huán)境和元器件的損耗影響，導致量子壓縮技術無法發(fā)揮有效的量子增強作用。如何保護光的壓縮特性一直是量子光學領域長期關注的重要問題。

該研究團隊針對這一問題，利用原子偏振自旋轉原理產生的光壓縮態(tài)注入激光線性干涉儀中，通過調節(jié)激光與壓縮光的混合配比，在損耗大的干涉臂中注入更多激光，實現相位敏感測量。同時，在損耗小的干涉臂中保留更多的壓縮光，保護量子噪聲壓縮特性，從而實現了一種高靈敏度、低噪聲、損耗兼容的量子干涉新技術。