我室在实用化量子度量方案的实现上取得重要进展。我室彭新华教授与理论合作者新加坡南洋理工大学Mile Gu教授提出并验证了一种实用化的量子度量探针态优化方案，为实现大尺度量子系统中最优探针态的制备提供了一种可扩展的方法。该研究成果以“Probe optimization for quantum metrology via closed-loop learning control ”为题，于2020年7月16日在线发表在国际学术期刊《npj Quantum Information》上[npj Quantum Information 6, 62 (2020)]。

  量子度量是量子技术中最具潜力的应用方向之一，相较于经典方式，它可以实现对待测参数测量精度的大幅提升，因而获得了广泛的研究和关注。其一般流程是首先制备一定的探针态，然后与编码动力学进行耦合，最后对末态进行测量以读出参数。然而在实际应用中，探针态的制备面临着诸多挑战。首先，由于量子系统维度随着比特数指数增长，将导致驱动多比特纠缠的探针态非常困难，也使得对候选探针态功效的评估耗费指数增长的资源。其次，如何用给定实验体系中的有限的物理操作去合成最优的探针态也是十分具有挑战性的。最后，控制过程中存在着许多不可避免的扰动，这会使得我们设计出来的控制在具体实施中偏离预期的结果。