因斯布鲁克大学研究人员成功证明,即便在噪声极大的环境下,量子传感器也能维持极高精度。这一成果是强大量子传感协议的首次实验验证,其性能在噪声条件下仍优于所有同类经典策略。研究已发表于《物理评论快报》,为量子传感技术的实际应用迈出了重要一步。

量子传感器虽有望实现前所未有的测量精度,但在噪声主导的现实环境中,其优势往往难以发挥。因斯布鲁克大学实验物理系本·兰永领导的研究团队,通过适当的量子制备方法,使传感器能够免受干扰噪声影响,同时准确检测目标信号。实验中,团队利用电场固定三个钙离子,创造特殊量子纠缠,使传感器能够忽略不必要的干扰。即便引入强度足以干扰所有标准传感方法的快速变化磁噪声,这种纠缠传感器仍保持精确度。首席实验员詹姆斯·贝特表示:“即使在噪声条件远超标准方法的情况下,我们的纠缠传感协议仍能以理论最佳状态运行。”
研究还发现,量子增强方法不仅克服噪声影响,性能上更明显优于任何经典或非纠缠策略。这一成果首次实现了利用纠缠量子传感器感知空间分布场的理论上最优策略。沃尔夫冈·杜尔解释称:“这种方法所需资源比量子纠错码少得多,但能达到同等最佳效果。”未来,随着量子网络的成熟,分布式量子传感器将成为关键应用,抗噪声能力将至关重要。这些发现凸显了构建可实验室、城市乃至大陆范围运行的量子传感器网络的巨大潜力,未来有望用于监测环境变化、探索新物理现象或改进超精密测量技术。
更多信息:作者:J. Bate 等人,标题:《噪声环境下的实验分布式量子传感》,发表于:《物理评论快报》(2025)。期刊信息: 《物理评论快报》











