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在微觀世界裡，想同時高精度測量一個信號的頻率和幅度，一直是個大難題。傳統測量辦法往往顧此失彼，而且精度有極限。近日，一支扎根於廣州南沙的量子科研團隊在量子精密測量領域取得全球領先突破，成功研製出世界首個能同時以超高精度測量「頻率」與「幅度」的量子解調器。相關成果發表於國際權威期刊《自然》的子刊《通訊物理》，標誌著我國在量子精密測量前沿技術上取得實質性進步。

團隊帶頭人、中科院精密測量科學與技術創新研究院教授馮芒說：「我們的實驗就是在做一個超級靈敏的『量子收音機』。以前的設備，要麼只能聽清頻率，要麼只能聽清幅度。我們現在做的事情，是在我們的設備裡面裝了兩個『原子耳朵』，讓它們同時工作。一個負責調頻，一個負責調幅，然後用人工智能協調兩者工作，讓兩個『耳朵』配合得天衣無縫。」

這兩個「原子耳朵」，就是⁴⁰Ca⁺和⁴³Ca⁺兩種異核離子。馮芒團隊依託自己研發的離子阱平台和異核離子操控技術，成功解決了傳統量子測量設備在探測頻率和幅度時只能「二選一」的行業痛點。馮芒表示：「這是全球第一次做到在同一個設備裡同時把音調和音量都測得超級准。哪怕信號微弱得像蚊子叫，它也能聽得一清二楚，精度直接刷新了紀錄。」

未來，這項技術可用於光纖通信，讓網速更快、信號更穩；也可用於精密儀器，探測以前測不到的微小變化，為下一代智能量子探測設備奠定技術基礎。

圖片來源：城市雲平台