作者:英格丽德·法德利
（同organic）有机 信用:马丁等
众所周知，光有许多基本属性，包括颜色、亮度和方向，其中大部分是显而易见的，可以用肉眼观察到
现在有几种仪器可以探测和测量这些特性，例如光子计数器，这种探测器通常用于通过计算单个光量子来测量亮度的研究
至关重要的是，一些现有设备也可以在所谓的量子极限下测量这些属性，这是测量精度的基本障碍
光的一种性质是光波的相位，这种性质迄今为止被证明是相当难以捉摸的，并且在量子极限下很难测量
加州大学伯克利分校的研究人员最近实施了一项由他们的一位合作者在25年前提出的建议，该建议超出了对这一特性进行最佳测量的可能方法，也称为规范相位测量
在《自然物理学》上发表的一篇论文中，他们应用了一种可靠的方法来实现利用量子反馈的规范相位测量，这种方法优于所有以前提出的技术
“相位和功率遵循海森堡测不准原理的一个版本，就像位置和动量一样，”进行这项研究的研究者之一利·马丁告诉《物理》杂志
（同organic）有机
“你对其中一个了解得越多，对另一个了解得就越少
规范相位测量的一个奇怪特性是它完全无视功率
理论上，它不能区分眩目的光和完全的黑暗，但它可以最佳地确定入射光场的相位
" 研究人员使用的技术通过不测量光波的功率来测量量子极限下光波的相位
为了避免测量功率，研究人员将他们的探测器与光波的入射电场同步，光波上下振荡
这个场振荡的波的高度最终决定了光束的功率
约瑟夫森参量放大器
通过将反馈应用于该装置，作者实现了微波光子相位的近乎理想的测量
信用:约翰·马可·克雷凯鲍姆
“如果你只在波在‘上’和‘下’之间的时候打开你的探测器，那么不管总功率是多少，那个时刻的磁场都是零，”马丁解释道
“问题在于，除非你已经知道了开始的阶段，否则你不知道发生这种情况的时刻
因此，当信号到达时，我们不断调整探测器的时间——在单个光子到达时，从本质上改变时间
" 研究人员评估了他们设计的新系统的有效性，发现它可以成功地收集单光子波包的单次测量结果
此外，他们的技术超过了目前的外差探测标准
马丁说:“对我来说，这个项目显示了我们可以利用量子效应了解和改进测量的程度。”
“具体来说，在这项研究中，我们使用了一个非常普遍的现象的例子，那就是如果你在量子测量过程中改变了你的测量基础，你可以测量比你开始能够测量的更大的一类可观测值
" 在未来，新的测量技术可以用来进行研究，包括在量子极限检测和利用光波的相位
在他们未来的工作中，马丁和他的同事还计划探索利用超导电路中强非线性的替代测量方法，超导电路是一种零电阻的高效电路
马丁说:“人们对量子信息平台非常感兴趣，比如用于量子计算的超导电路，但是有很多东西使它们在测量科学方面也非常特别，比如强光子非线性和自适应测量。”
“我希望继续推进量子测量的极限，无论是在超导电路中，还是在我现在工作的系统中，钻石中的氮空位中心
"
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