哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所(NBI)研究人员开发出一种新型可调量子系统，通过动态压缩量子噪声实现超越标准量子极限的传感性能。该成果发表于《自然》杂志，为引力波探测、生物医学诊断及量子技术领域提供了突破性工具。

传统光学传感技术受限于标准量子极限——由微观尺度测量噪声导致的实际边界。NBI团队采用大规模纠缠技术，结合多光子光态与大型原子自旋系综，首次实现频率相关压缩。这种技术组合可在宽频带范围内动态降低量子噪声，其核心在于利用“负质量”自旋系统转换噪声符号：当传感器信号与自旋系综信号结合时，反向噪声(测量干扰产生的噪声)与检测噪声(信号读取不确定性)被同步抑制。项目负责人尤金·波尔齐克教授解释：“系统通过两束纠缠光束与传感器和自旋系统相互作用，合并检测信号后实现宽带灵敏度提升。”

新系统的紧凑性是其关键优势。传统引力波探测器需依赖数百米级光学谐振器实现噪声压缩，而NBI方案通过桌面级设备即可达到同等效果。例如，美国LIGO探测器采用300米谐振腔，未来欧洲爱因斯坦望远镜计划扩展至数公里级，而该研究为小型化设备提供了可能。在生物医学领域，系统可提升磁共振成像(MRI)分辨率，助力早期神经系统疾病检测，或增强生物传感器灵敏度以优化诊断流程。此外，其架构还支持量子中继器与量子存储器应用，为安全长距离通信及量子计算网络开辟新路径。

该成果标志着量子传感技术从实验室原型向实用化迈出重要一步。研究人员正探索系统在极端环境下的稳定性，并计划与欧洲引力波探测项目合作验证其宇宙学观测潜力。波尔齐克教授强调：“从感知时空涟漪到解码生命活动信号，这项技术正在重塑量子时代的测量边界。”

更多信息： Valeriy Novikov 等人，用于声频范围感知的混合量子网络，《自然》(2025)。期刊信息： 《自然》