據(jù)芬蘭阿爾托大學(xué)官網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，該?？蒲腥藛T主導(dǎo)的國(guó)際團(tuán)隊(duì)提出了一種采用量子系統(tǒng)測(cè)量磁場(chǎng)的方法，新系統(tǒng)的精確度超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)量子極限。他們表示，從量子狀態(tài)中快速提取信息，對(duì)于未來(lái)的量子處理器和現(xiàn)有超靈敏探測(cè)器來(lái)說(shuō)都必不可少。此項(xiàng)研究向利用量子增強(qiáng)方法進(jìn)行傳感邁出了關(guān)鍵的第一步。

在測(cè)量事物的精確程度方面，一個(gè)公認(rèn)的經(jīng)驗(yàn)法則就是所謂的“標(biāo)準(zhǔn)量子極限”：測(cè)量的精確度與可用資源的平方根成反比。換句話說(shuō)，采用的資源（時(shí)間、輻射功率、圖像數(shù)量等）越多，測(cè)量就越精確。所以，極度的精確意味著要使用極多的資源。

最近，阿爾托大學(xué)、瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院、俄羅斯莫斯科物理技術(shù)學(xué)院的科研團(tuán)隊(duì)挑戰(zhàn)了這一極限：他們提出了一種采用量子系統(tǒng)測(cè)量磁場(chǎng)的方法，證明讓量子現(xiàn)象和機(jī)器學(xué)習(xí)“雙劍合璧”充當(dāng)磁力計(jì)，得到的精確度超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)量子極限。

研究人員在相關(guān)論文中稱，利用超導(dǎo)人造原子（一種量子比特）的相干性可以改善磁場(chǎng)測(cè)量的精確度。他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)由硅芯片和重疊鋁帶組成的微型設(shè)備，當(dāng)設(shè)備冷卻至極低溫度時(shí)，電流在其中不再受任何阻擋，表現(xiàn)出與真實(shí)原子類似的量子力學(xué)特性。當(dāng)用微波脈沖輻照時(shí)，人造原子的狀態(tài)發(fā)生了變化。結(jié)果表明，這種變化取決于外部施加的磁場(chǎng)：通過(guò)測(cè)量原子，就可以計(jì)算出磁場(chǎng)的大小。

但為了超越標(biāo)準(zhǔn)量子極限，研究人員借用了機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的模式識(shí)別技術(shù)。論文通訊作者安德雷·列別杰夫解釋說(shuō)：“我們采用了一種自適應(yīng)技術(shù)。首先進(jìn)行測(cè)量，然后根據(jù)測(cè)量結(jié)果，讓模式識(shí)別算法決定如何改變下一步采用的控制參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了最快速的磁場(chǎng)測(cè)量?！?/span>

研究人員指出，從地質(zhì)勘探到大腦活動(dòng)成像，磁場(chǎng)探測(cè)都非常重要，新研究可在這些領(lǐng)域大顯身手。