巴塞尔大学和巴黎卡斯特勒-布罗塞尔实验室的科学家首次利用空间分离的纠缠原子云实现了突破性的量子测量。这项研究今天发表在《科学》杂志上，展示了量子力学纠缠如何能够以前所未有的精度同时测量多个物理参数。这一成果标志着量子传感技术迈入了新时代。
由巴塞尔的菲利普·特罗伊特莱因教授和巴黎的爱丽丝·西纳特拉教授领导的国际团队开发了一种创新方法，该方法在单个原子云内纠缠原子自旋，然后将其分成三个空间分离但量子连接的部分。这项技术使研究人员能够以比传统独立原子系统显著提高的精度测量电磁场变化，为精密测量领域带来革命性进步。
博士后研究员李逸凡解释说，此前没有人用空间分离的纠缠原子云进行过这样的量子测量，而且这类测量的理论框架直到现在仍不清楚。仅通过少量测量，团队就以明显优于没有空间纠缠时预期的精度确定了场分布，这一结果令整个物理学界感到振奋。
这一突破的实际应用非常广泛。一个直接的应用是在原子干涉仪中，它们测量地球的重力加速度。利用纠缠方法，重力仪现在可以比以往任何时候都更精确地测量重力的空间变化。博士研究生莱克斯·约斯滕指出，这些测量协议可以直接应用于现有的精密仪器，如光学晶格钟，这将大大提升这些设备的性能。
这一成就代表着向下一代量子传感器迈出的重要一步，这些传感器可能会彻底改变从导航到地质勘探等领域。研究表明，长期被视为哲学好奇心的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森悖论现在在计量学中具有具体的实际应用。科学家们预计这项工作将在多个科学和工业领域激发量子增强传感技术的进一步发展。
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