朴茨茅斯大學的一個團隊通過一種涉及量子乾擾和頻率分辨採樣測量的方法實現了前所未有的測量精度。這一突破可以增強納米結構和生物樣本的成像，並改善光網絡中的量子增強估計。

通過頻率分辨採樣測量它們在分束器上的干擾，研究小組表明，在目前的技術範圍內可以達到前所未有的精度，估計的誤差可以通過降低光子時間帶寬進一步降低。這一突破對一系列應用有重大意義，包括對納米結構（包括生物樣本）和納米材料表面進行更可行的成像，以及基於光網絡中頻率分辨玻色子採樣的量子增強估計。

這項研究是由朴茨茅斯大學的一個科學家團隊進行的，由該大學的量子科學技術中心主任Vincenzo Tamma博士領導。

Tamma博士說：”我們的技術利用了當兩個單光子撞擊分光器的兩個面，在分光器輸出通道測量時無法區分時發生的量子乾擾。如果在撞擊分光器之前，一個光子由於穿過樣品或被樣品反射而在時間上相對於另一個光子有所延遲，那麼人們可以通過探測分光器輸出端光子的量子乾擾來實時檢索這種延遲的值，從而檢索出樣品的結構。當通過對兩個光子的頻率進行採樣測量來解決這種雙光子乾擾時，可以實現對時間延遲的最佳測量精度。事實上，這確保了兩個光子在檢測器上保持完全不可區分，不管它們在輸出端檢測到的任何採樣頻率值的延遲如何。”

該團隊提出使用雙光子乾涉儀來測量兩個光子在分束器處的干擾。然後，他們引入了一種基於頻率分辨採樣測量的技術，以自然界所允許的最佳精度來估計兩個光子之間的時間延遲，並且在光子時間帶寬減少的情況下，靈敏度越來越高。

這一技術克服了以前的雙光子乾擾技術的局限性，沒有在測量過程中檢索到光子頻率的信息。

“它允許我們採用實驗上可能的最短持續時間的光子，而不影響探測器上延時光子的可區分性，因此在顯著減少所需光子對數量的情況下，最大限度地提高了延時估計的精度。 這允許對給定的樣品進行相對快速和有效的表徵，為生物學和納米工程的應用鋪平道路。”

這項突破性研究的應用是非常重要的。它有可能大大改善納米結構的成像，包括生物樣品和納米材料表面。此外，它還可能導致在光網絡中基於頻率分辨的玻色子採樣的量子增強估計。

該研究的結果發表在《物理評論應用》雜誌上。