2021年5月19日上午，清华大学物理系尤力教授应邀做客理学院第063期科学大讲堂，在琳恩图书馆111报告厅为我校师生带来以“量子增强的精密测量”为主题的精彩讲座。此次讲座由理学院院长、中国科学院院士杨学明主持。

 

杨学明主持讲座

 

嘉宾简介：

尤力

 

尤力，清华大学物理系终身教授，973项目首席科学家，美国物理学会会士，国家海外杰出青年基金获得者，兼任清华-北大-物理所2011协同创新介观光学与冷原子平台主任，基金委“精密测量物理”重大研究计划专家组副组长。尤力教授主要从事冷原子、冷分子物理、光和电磁场与原子的相互作用、量子信息与量子计算等方面的研究。尤力教授团队至今已在Science、PRL等物理学重要学术刊物上发表论文100余篇。研究成果曾获美国引力研究基金会论文一等奖（2013）、科技部中国科学十大进展（2017）。

 

讲座回顾：

量子精密测量物理的意义在于发现新的物理规律，检验基本的物理定理，测量和标定基本物理常数和度量衡（SI单位制）等多种应用场景。本次报告中，尤力教授从精密测量物理出发引出量子精密测量的优势，对量子精密测量中量子态的参数估计、标准量子极限和克服标准量子极限的方法（三步曲）进行了介绍，并分享了其课题组近期在三步曲中第二步非线性干涉仪中的重要研究进展。

 

讲座现场

 

尤力教授指出，精密测量是物理科学中不可或缺的一部分，测量的精确性将影响对物理理解的准确性。讲座中，尤力教授通过激光干涉仪探测器（LIGO）和绝对重力测量等例子，对精密测量物理的内涵和意义进行了解释说明。

 

尤力教授在讲解

 

从统计平均开始，到Mach-Zehnder、Fabry-Perot、Mishelson-Morley等一系列干涉仪，尤力教授指出干涉仪是很好的工具和高质量的物理系统，其一阶干涉是相位测量。他还提出了完美的经典系统：激光、原子的玻色爱因斯坦凝聚体，并对三层极限，以及从经典极限到海森堡极限到利用量子计算机开展量子态的甄别，对利用压缩态来提高测量精度极限的演变过程进行了介绍。

2017年，尤力教授课题组利用量子相变确定性制备出多粒子纠缠态，为超越标准量子极限的测量科学与技术的实用化发展提出了一种思路。

 

互动环节：

尤力教授的报告条理清晰，内容深入浅出。随后，尤教授与现场师生就相关问题展开热烈讨论，并现场解答了师生提出的关于量子增强的量子精密测量的问题，展望了量子精密测量的广阔发展前景。现场师生收获颇丰。

Q1: 非线性干涉仪在压缩和反压缩过程中，效率会不会变低？

A1: 在非线性干涉仪主导的量子精密测量中，效率低是普遍的，需要将本底噪声消除，进行多次重复，就可以消除误差。

Q2: 实验上玻色-爱因斯坦凝聚是如何实现的？

A2: 1993年实验上就实现了BEC，一般是通过磁光阱-光学黏团-蒸发冷却的技术来制备玻色爱因斯坦凝聚体。   

讲座最后，杨学明院长为尤力教授颁发了理学院科学大讲堂荣誉证书，量子研究院副院长范靖云教授为尤力教授送上了纪念盘。

 

文图：段志鑫 王珮