通过投影测量实现相位测量精度超越标准量子极限的实验演示

我们提出并在实验上演示了一种投影方案，用于测量量子相位，其精度超越了标准量子极限。初始输入态为 Holland 和 Burnett [Phys. Rev. Lett. {\bf 71}, 1355 (1993)] 提出的双模 Fock 态 $|N,N>$，但相位信息是通过量子态投影测量提取的。对于大光子数 $N$，相位精度约为 $1.4/N$，接近 $1/N$ 的海森堡极限。在实验中，我们利用 II 型参量下转换产生的四光子态，实现了 $0.291\pm 0.001$ 的相位不确定度，超越了四光子情况下的标准量子极限 $1/\sqrt{N} = 1/2$。