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  • 山西大学利用压缩态光场成功实现超灵敏量子测量

    作者:高星 来源:山西大学光电研究所 时间:2020-05-18 09:22 阅读:163 [投稿]
    理论设计与实验完成了一台超高灵敏量子干涉仪,将压缩态光源置于干涉仪内部,直接运用噪声低于标准量子极限的非经典光为测量探针,使测量精确度超越标准量子极限5.570.19分贝,因此被量子噪声淹没的微弱信号也能被探测。

    光学干涉仪是应用最广的现代精密测量仪器,大到引力波探测,小到原子计量,无不应用。然而,干涉仪测量精确度最终受限于由真空起伏所导致的标准量子极限。

    近期,山西大学光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室,由彭堃墀院士领导的量子光学基础和应用实验室的贾晓军与闫智辉课题组,理论设计与实验完成了一台超高灵敏量子干涉仪,将压缩态光源置于干涉仪内部,直接运用噪声低于标准量子极限的非经典光为测量探针,使测量精确度超越标准量子极限5.570.19分贝,因此被量子噪声淹没的微弱信号也能被探测。


    超高灵敏量子干涉仪原理图 


    干涉仪进行测量的实验装置图

    这个干涉仪设计思想新颖,将参量放大与量子噪声压缩结合一体,既放大了测量探针光强度,又压缩了量子噪声,系统紧凑。该设计同时适用于不同光强干涉仪测量,可以与高灵敏引力波探测仪兼容,又能用于极微弱生物样品的探测,为开发高灵敏量子测量技术,研制新型量子干涉仪提供了技术支撑。

    该研究文章发表于著名物理学期刊《物理评论快报》[PHYSICAL REVIEW LETTERS,124, 173602 (2020)]。这项工作得到科技部重点研发计划项目、国家杰出青年基金,国家自然科学基金重点项目和面上项目、量子光学与光量子器件国家重点实验室(山西大学)和省部共建极端光学协同创新中心(山西大学)的支持。

    相关链接:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.173602

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