1月13日和22日，物理学权威学术期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)在线连续刊发了我院量子传感与量子信息实验室蔡建明教授团队的研究进展。

基于量子效应的量子传感是利用量子相干性、量子纠缠等量子资源进行高灵敏度检测与测量的新技术。蔡建明教授团队长期致力于发展量子传感的新原理，解决实现量子传感所面临的技术挑战。在量子传感中，实验系统的本底噪声是制约量子传感的测量精度的主要瓶颈之一。为了解决这一问题，蔡建明教授团队提出了基于赝厄米单量子比特体系的量子传感原理，巧妙地利用辅助量子比特与后选择测量，显著地提高了测量的信噪比，从而抑制了系统本底噪声的不利影响。这一方法在束缚离子、固态自旋以及光子等不同的物理体系中均可以实现，将有力地推动非厄米物理-这一奇特的物理现象在量子传感方面的应用。

如何降低测量多体量子体系的实验复杂度是研究多体量子物理以及实现可扩展量子信息科学技术所面临的重要挑战。蔡建明教授团队利用量子传感的思想，发展了基于单量子探针的量子测量方法。在数学上证明了仅通过操控单量子探针以及测量其单个物理观测量，原则上可以测量几乎所有的多体量子体系的整体量子态，并进一步在金刚石中的氮-空位中心自旋体系中进行了实验的验证。这一技术仅要求对单量子探针进行操控与测量，为测量多体量子体系提供了新的实验手段。

论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.020501；

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.010405