正是鉴于量子调控与量子信息技术的快速发展， 2018年第26届国际计量大会通过了量子化方法定义国际单位制的重大决议 。 事实上， 时间、位置、加速度、电磁场等很多物理量， 都可以利用量子技术实现超越经典技术极限的精密测量 。
科技日报采访人员：量子精密测量包括了哪些应用领域？
潘建伟：量子精密测量的主要应用包括高精度光频标与时间频率传递、量子陀螺仪、原子重力仪等量子导航技术， 以及量子雷达、痕量原子示踪、弱磁场探测等量子灵敏探测技术等 。 这些技术将在惯性导航、下一代时间基准、隐身目标识别、全球地形测绘、医学检验等广泛领域发挥重要作用 。
我国量子精密测量领域的研究整体上相比发达国家还存在一定差距， 但这个差距近年来正在迅速缩小， 并且在部分方向上已经与公开报道的国际最高水平相当 。
相关新闻
我学者实现量子超表面图像边缘探测
科技日报讯 （采访人员吴长锋）采访人员从中国科学技术大学获悉， 中国科学院院士、中国科学技术大学郭光灿团队在量子超表面图像边缘探测实验研究中取得重要进展 。 郭光灿团队的史保森教授、周志远副教授等利用高品质偏振纠缠源和高效介质超表面， 实现了待检测图像状态在正常模式和边缘探测模式远程的开关切换， 并且证实了在弱光场照明下， 纠缠光子照明相对于直接单光子照明具有更高的信噪比 。 这项研究成果2020年年末在线发表于《科学进展》 。
近年来， 超表面材料与量子光学结合成为重要的研究方向， 而边缘探测是图像处理过程中的一种常用手段 。 相较于传统的数字边缘提取方法， 模拟边缘提取方法具有更高速度和更低能耗， 但此前在量子纠缠照明下的超表面器件边缘探测还没有出现相关研究 。
本次研究过程中， 科研人员用线偏振光照射超表面器件发生光自旋霍尔效应， 使两个圆偏振的出射光场在空间发生微小的平移， 从而导致出射光场的中间部分是线偏振、边缘部分是圆偏振， 随后通过检偏器可以提取待成像物体的边缘轮廓 。
那么， 成像模式如何在正常模式和边缘探测模式之间实现远程切换？专家解释说， 可利用偏振纠缠光源中的一个光子进行照明， 该光子含有两种可能的偏振状态， 通过测量另外一个光子的状态， 用于照明的光子的偏振状态也会随之确定， 因此通过远程切换纠缠光子对中的用于触发的光子的偏振状态， 就能切换不同的成像模式 。
【量子计算正从“玩具”变成“工具”】专家表示， 该成果是量子超表面研究在图像边缘探测的一次尝试， 在图像加密和隐写上具有潜在应用 。 另外， 在光子照明匮乏的场景， 如酶反应跟踪与生物活体细胞的观察上， 较高信噪比会表现出一定优势 。 该工作将会促进更多的关于量子光学和超表面材料结合的相关研究 。
推荐阅读
- 量子计算首次模拟化学反应，这有什么了不起？
- 无条件安全通信方式到来，“量子密话”开始试商用
- 迄今“最安静”半导体量子比特问世
- “墨子号”首次实现量子安全时间传递
- 德拟投6.5亿欧元资助量子通信研究
- ㏑2等于多少 ㏑2的值是多少
- 一图读懂什么是量子
- 我国学者实验实现“最优量子纠缠态”检验
- 优于现有量子计算机性能 日本量子退火机真有这么牛？
- 最新研制生物计算机：可在纸张上打印活细胞