格里菲斯大学的研究人员已经展示了一种精确测量速度，加速度，材料特性甚至重力波的程序，接近量子物理定律所允许的最终灵敏度。

发表在Nature Communications上的作品看到由Geoff Pryde教授领导的Griffith团队使用光子(单个光粒子)并使用它们来测量光束与其伴侣参考光束相比所经过的额外距离，因为它经过测量的样品 - 一个薄晶体。

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)，沿测量路径来回传递光束，以及一种特殊设计的检测技术。

“每次光子通过样品时，它都会进行一种微型测量。总测量值是所有这些微型测量值的组合，”Griffith的Sergei Slussarenko博士说道，他负责实验。“光子通过的次数越多，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实现的。

该论文的主要作者Shakib Daryanoosh博士说，这种方法可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，使用少量光子但是以最有效的方式可能是至关重要的，我们的方案显示了如何做到这一点，”他说。

虽然一种策略是尽可能多地使用光子，但这还不足以达到最终性能。为此，有必要每光子通过提取最大量的测量信息，这就是格里菲斯实验所取得的，与任何类似实验相比，所谓的海森堡精度极限。

由于Daryanoosh博士和Howard Wiseman教授设计的方案能够在理论上实现确切的海森堡极限，因此剩余误差归因于实验不完美。

“这项技术的真正好处在于，即使您没有良好的测量开始猜测，它也能正常工作，”Wiseman教授说。“以前的工作主要集中在可以做出非常好的起始近似的情况，但这并不总是可行的。”

在实验室外可以利用原理论证演示之前，还需要一些额外的步骤。

使用当前技术产生纠缠光子并不简单，这意味着使用许多光子仍然更容易，而不是以尽可能最好的方式使用每组纠缠光子。

然而，据该团队称，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找到直接的应用。

该方案最终可以扩展到更大数量的纠缠光子，其中海森堡极限与通常可实现的极限之间的差异更为显着。