格里菲斯大学的研究人员展示了一个程序，可以精确测量速度、加速度、材料属性甚至重力波，接近量子物理定律允许的最终灵敏度。

发表在《自然通讯》上的这项工作看到，由杰夫普里德教授领导的格里菲斯团队使用光子(单个光粒子)，并用它们来测量光束与其同伴参考光束相比所行进的额外距离，因为它穿过了被测样品——一种薄晶体。

研究人员结合了三种技术——纠缠(一种可以存在于光子之间的量子连接)，沿着测量路径来回传输光束，以及一种专门设计的检测技术。

“每次一个光子穿过一个样本，都会进行一次微观测量。总的测量值是所有这些微观测量值的组合，”负责这项实验的格里菲斯大学的谢尔盖斯卢萨伦科博士说。“通过的光子越多，测量就越精确。

“我们的方案将作为工具的蓝图，可以精确测量物理参数，这是普通测量设备无法做到的。

论文的主要作者Shakib Daryanoosh博士表示，这种方法可以用于研究和测量其他量子系统。

“这些可能非常脆弱，我们发送的每个探测光子都会干扰它。在这种情况下，以最有效的方式使用少量的光子可能是至关重要的，我们的方案展示了如何做到这一点，”他说。

虽然有一种策略是尽可能多的使用光子，但这并不足以达到最终的性能。因此，需要提取每个光子的最大测量信息量，这是与任何类似实验相比的所谓海森堡精度极限。

因为Daryanoosh博士和Howard Wiseman教授设计的方案理论上可以达到精确的海森堡极限，剩下的误差就归结于实验的不完善。

怀斯曼教授说：“这项技术的真正好处是，即使你没有好的测量数据来开始猜测，它也可以正常工作。”“以前的工作主要集中在可以做出非常好的初始近似的情况，但这并不总是可行的。”

在该原理可以在实验室外演示之前，还需要一些额外的步骤。

使用当前的技术来产生纠缠光子并不简单，这意味着使用许多光子仍然比以最佳方式使用每组纠缠光子更容易。

然而，根据该团队的说法，这种方法背后的思想可以在量子计算算法和基础科学研究中直接应用。

该方案最终可以扩展到更大数量的纠缠光子，海森堡极限和通常可达到的极限之间的差异更加显著。