量子孪生干涉仪：突破量子极限，精度跃升三个数量级
科学界曾经认为标准量子极限是无法逾越的障碍，直到中国科学家构建出名为“量子孪生干涉仪”的全新架构。
上海交通大学物理与天文学院讲席教授张卫平与助理研究员包谷之等组成的团队，在量子干涉技术与量子精密测量领域实现重大突破。
他们提出并实现的“量子孪生干涉仪”，将量子关联干涉仪相位测量信噪比的国际纪录再次提升了三个数量级。
这一成就不仅刷新了该团队自己保持的国际纪录，更解决了长期制约干涉仪灵敏度的一个根本性物理限制。
01 干涉仪的量子瓶颈
干涉仪作为精密测量的核心工具，在导航、引力波探测、电磁传感及量子计量学等众多方向具有不可替代的地位。
传统干涉仪通过信号光与本地振荡场的干涉来提取相位信息，但其探测微弱信号的灵敏度长期受限于标准量子极限。
在现有主流的量子干涉相位测量中，科研人员普遍采用平衡零拍探测原理，依靠一个强本地振荡场作为参考。
然而，长期以来学界并未充分认识到，由于强本地振荡场的存在，平衡零拍探测中干涉两臂光强实际上处于极端不平衡状态。
这种光强的极端不平衡成为相位测量灵敏度的探测瓶颈，制约着干涉仪性能的进一步提升。
02 量子孪生干涉仪的创新架构
面对这一原理性局限，张卫平教授团队摒弃了传统平衡零拍探测思路，构建了全新的“量子孪生干涉仪”。
研究团队基于并行配置的双对孪生纠缠光束，建立了量子关联干涉与纠缠探测协同的相位测量新范式。
量子孪生干涉仪利用量子纠缠的特性，消除了传统方法中因强本地振荡场导致的光强不平衡问题，从根源上解决了长期制约相位测量精度的物理限制。
这一架构不是对现有技术的微小改进，而是从原理上的根本性变革，为量子精密测量开辟了全新路径。
03 三个数量级的性能跃升
实验数据显示，量子孪生干涉仪成功将此前保持的相位测量信噪比国际纪录提升了三个数量级。
三个数量级的提升意味着测量精度提高了约1000倍，这在该领域是一个里程碑式的进展。
值得注意的是，该团队此前已通过实现光量子关联干涉仪及量子增强梯度计突破了标准量子极限，并长期在国际上保持最佳纪录。
而此次量子孪生干涉仪的突破，将他们自己保持的纪录推向了新的高度，彰显了中国在量子计量领域的持续创新能力。
04 广阔的应用前景
量子孪生干涉仪的突破性进展，对多个前沿科学领域将产生深远影响。
在引力波探测方面，更高精度的干涉仪意味着我们能够探测到更遥远、更微弱的时空涟漪，从而揭示宇宙中更多的秘密。
在高精度导航领域，这一技术突破有望大幅提升导航系统的精度和稳定性，为航空航天、深海探测等领域提供更可靠的技术支撑。
此外，量子孪生干涉仪还可应用于量子传感等多个前沿方向，推动相关技术向更高灵敏度迈进。
05 中国量子科学的持续突破
这一成果发表于国际期刊《科学进展》，标志着我国在量子计量领域取得了又一里程碑式的进展。
上海交通大学研究团队的突破，进一步巩固了我国在量子科技领域的国际领先地位，彰显了我国在量子基础研究方面的实力。
从突破标准量子极限到如今将纪录再次提升三个数量级，中国科学家正一步步将量子技术的潜在可能性变为现实。
随着量子孪生干涉仪的问世，引力波探测领域可能即将迎来一场灵敏度革命：科学家们能够捕捉到如今无法察觉的更遥远、更微弱的宇宙涟漪。
在导航领域，新一代量子导航系统将可能在无卫星信号环境下仍保持惊人精度。
量子世界那些曾经束缚我们感知能力的“极限”，正在成为中国科学家们通往新世界的跳板。
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