摘要：一个称为“自旋挤压”的量子机械技巧被广泛认可，可以承诺增强世界上最精确的量子传感器的能力，但众所周知，很难实现。在新的研究中，物理学家描述了他们如何将旋转挤压挤压到更好的范围内。...

没有测量，科学中的任何东西都无法实现或理解。如今，由于量子传感的进步，科学家可以测量曾经无法想象的事物：原子的振动，单个光子的特性，与重力波相关的波动。

一个称为“自旋挤压”的量子机械技巧被广泛认可，可以使人们承诺增强世界上最精确的量子传感器的能力，但众所周知，很难实现。在新的研究中，哈佛物理学家描述了他们如何使旋转挤压更好。

一种量子纠缠类型，自旋挤压限制了颗粒合奏会波动的方式。这可以更精确地测量某些可观察的信号，但要准确地测量其他互补信号，以牺牲其他互补信号 - 想想挤压气球如何以宽度为代价的高度。

“量子力学可以增强我们测量非常小的信号的能力，”物理学教授，新论文的旋转挤压作者的作者自然物理学。“我们已经证明，可以在比以前认为的更广泛的系统中获得这种量子增强的计量。”

在气球隐喻中，圆圈代表了任何量子测量的固有的不确定性。布洛克说：“通过挤压这种不确定性，使气球更像椭圆形，可以重塑测量的敏感性。” “这意味着某些测量值比没有量子力学的任何人都可以做的更精确。”

例如，使用了一种自旋挤压的类似物，例如，在Ligo实验中提高了诺贝尔加剧引力检测器的灵敏度。

哈佛团队的工作建立在1993年具有里程碑意义的论文基础上，该论文首先描述了由原子之间的“全能”互动带来的旋转，纠缠状态的可能性。这样的互动类似于大型缩放会议，每个参与者一次与其他参与者进行互动。在原子之间，这种类型的连通性可以轻松地构建诱导自旋呈旋转状态所需的量子机械相关性。但是，在自然界中，原子通常以一种更像电话游戏的方式进行互动，一次只与几个邻居交谈。

“多年来，人们一直认为，只能通过全部互动才能真正获得量子增强的旋转挤压，”该论文的共同领导作者宾特·叶（Bingtian Ye），也是格里芬（Griffin）的前艺术和科学研究生院。 “但是我们所表明的是，它实际上更容易。”

在论文中，研究人员概述了一种新的策略，以产生自旋的纠缠。他们直觉，与法国的合作者一起通过实验迅速证实，旋转挤压的成分存在于自然界中经常发现的普遍存在的磁性类型 - 铁磁性，这也是使冰箱磁铁棒的力量。他们认为，实现自旋挤压的全部相互作用不是必需的，但是，只要旋转足够连接以使其同步到磁性状态，它们也应该能够动态产生旋转挤压。

研究人员很乐观地，通过降低旋转挤压的障碍，他们的工作将激发量子科学家和工程师创建更多便携式传感器的新方法，这些传感器可用于生物医学成像，原子钟等。

本着这种精神，YAO现在正在领导实验，以在由氮胶合中心制成的量子传感器中产生自旋缝隙，这是钻石晶体结构中一种缺陷，长期以来一直被认为是理想的量子传感器。

该研究获得了联邦支持：陆军研究办公室，海军研究办公室，能源部，国防部和国家科学基金会。