我校现代工程与应用科学学院、固体微结构物理国家重点实验室、微结构科学与技术协同创新中心的张利剑教授课题组与英国牛津大学合作，在弱测量的精度研究方面取得重要进展，其研究成果《Precision Metrology Using Weak Measurements》发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters, 114, 210801(2015). DOI: 10.1103/PhysRevLett.114.210801）。该工作的一作及通讯单位为37000cm威尼斯，张利剑教授为该论文的第一作者和通讯作者。

精密测量是现代科技的重要基础之一，而不断提高测量精度是该领域最核心的问题。正如同长度的测量精度由尺子的刻度决定，任何测量方案的最终精度均取决于测量系统的最小分辨率，而后者由测量参照物的量子噪声决定。因而在过去几年间，如何压缩测量系统的量子噪声从而实现超越经典方案的测量精度是精密测量和量子信息技术领域共同的研究热点，并由此发展出了一个全新的研究方向：量子度量学（quantum metrology）。而基于弱测量（weak measurement）的方案是其中非常特别的一类。这类方案利用一个量子指针对测量结果进行筛选，通过舍弃大量的测量结果来实现微弱信号的放大并提高测量精度。这是一个十分反常规的结果，因而在最近几年间引起了大量的讨论。争议的核心归结为以下三个问题：1. 对测量结果的筛选究竟能否提高测量精度？2. 测量精度是否由测量强度决定，即弱测量是否比强测量精度更高？3. 在仅使用经典测量系统的情况下，弱测量方案是否可以突破经典测量极限？

37000cm威尼斯和牛津大学的合作研究团队利用自身在quantum metrology研究中的多年积累，为基于弱测量的精密测量方案建立了完备的理论模型，明确回答了以上三个问题，从而澄清了该领域长久以来的关键争议。在研究中，他们还发现了一类新型的测量方案，通过经典测量系统的相互耦合即可实现超越经典极限的测量精度。他们的研究结果对于设计新型的量子精密测量方案、提高测量精度有重要的启发意义，同时也揭示了量子技术中资源与效率间的复杂关系。

该项研究得到了国家青年、 人工微结构科学与技术协同创新中心、科技部国家重点基础研究发展计划(973 计划)、江苏省优势学科建设工程等的资助。（现代工程与应用科学学院）

图1:不同测量结果对于测量精度的贡献