在量子计量领域，科学家们正在开发新的测量方案，这些方案得益于量子特征，并且要比经典的传统方法更精确、更灵敏。最近，来自芬兰坦佩雷大学和加拿大国家研究委员会的研究人员展示了一种简单且强大的被称之为双光子N00N态的技术，可以用来创建空间结构的量子态，并且可以超越旋转测量估计的经典极限。他们的研究成功发表在《物理评论快报》杂志上。

博士研究员、论文主要作者Markus Hiekkamäki解释道：“我们的实验结果展示了一种定制的双光子量子态的简单且强大的方法，它有望实现高测量精度的应用。我们方法的简单性为创建一种可以突破当前技术经典估计极限的测量系统开辟了一条道路。”

该方法利用了一个基本的量子特征，即两个光子之间的干涉，这通常被称为光子聚束。与更常见的把光子聚束到同一物理路径不同，新的方案会把光子聚束到同一空间结构中。

坦佩雷大学实验量子光学小组负责人Robert Fickler副教授说：“在我们的例子中，量子干涉导致了两个光子的纠缠态。由于实现态的量子性质，与印在相同空间形状上的相同数量的单光子或激光相比，纠缠光子对提供了更好的测量精度。利用一种反直觉的量子效应，我们能够证明在绝对量子极限下实现更高测量精度是可能的。”

除了旋转测量之外，该方法还允许为横向空间模式生成大量不同的量子态。因此，它也可以用于测量许多不同类型的系统，以及用于光的多光子量子态的基本测试。

在展示了旋转估计的优势之后，研究人员现在正计划使用该方法来揭示波的另一个基本特性，即古依相位(Gouy phase)。此外，他们还研究了如何将其扩展到多自由度的量子增强测量方案。（编译:Qtech）