科技日报北京9月28日电（记者张梦然）一项由丹麦、美国、加拿大和韩国联合团队开展的国际合作研究，首次通过实验证明了量子技术在特定任务中远超经典方法的能力，完成任务时间从2000万年缩短到15分钟，真正实现了“量子优势”。该成果发表在新一期的《科学报告》上。
实验中用于产生纠缠光的光学参量振荡器。图片来源：《科学报告》
研究的核心问题源于一个普遍存在的挑战：如何高效地了解一个复杂且充满噪声的物理系统。在传统方法中，科学家需要反复测量系统，通过大量数据来推断其行为特征，比如设备的“噪声指纹”。但对于量子系统而言，这一过程变得异常困难——不仅因为测量本身会扰动系统，更因为随着系统规模增大，所需测量次数呈指数级增长，很快就会超出实际可行的范围。
为突破这一瓶颈，丹麦工业大学研究团队尝试引入一种独特的量子资源：纠缠光。量子纠缠是量子力学中一种奇特现象，两个粒子或光束一旦纠缠，无论相隔多远，对其中一个的测量结果会立即揭示另一个的状态。利用这一特性，团队设计了一个实验，使用纠缠的光脉冲来探测一个具有共享噪声模式的光学系统。
实验采用的是标准的光学元件和通信波段的光。团队制备了两束相互纠缠的压缩光，其中一束用于探测目标系统，另一束作为参考。通过对这两束光进行联合测量，他们能够一次性提取出更多有效信息，显著减少了测量模糊性。
结果令人震惊：原本需要约2000万年才能完成的系统表征任务，使用纠缠光仅用15分钟就完成了。这种效率提升并非源于设备更精密，而是测量方式本身的量子优势。因为团队并没有依赖理想化的无损环境，而是在一个现实、有损耗的系统中实现了这一突破。
这一成果的意义不仅在于速度的飞跃，更在于它展示了量子技术在传感、系统识别乃至机器学习等领域的潜在应用价值。
该研究为量子计量和量子传感开辟了新路径，也表明量子优势不再是纸上谈兵，它已经在实验室的光路中悄然发生。
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