宜为凯姆1 范围
本文件规定了量子测量相关的基本术语和定义。
本文件适用于量子测量相关标准制定、技术文件编制、教材和书刊编写以及文献翻译等。
2 规范性引用文件
本文件没有规范性引用文件。
3 通用基础
3.1
量子测量quantum measurement
利用量子的最小、离散、不可分割特性及量子自旋、量子相干、量子压缩、量子纠缠等特性，大幅提升经典测量性能的测量。
3.2
量子计量quantum metrology
基于基本物理常数定义国际单位制基本单位，利用量子系统、量子特性或量子现象复现测量单位量值或实现直接溯源到基本物理常数的测量，可用于其他高精度测量研究。 3.3
量子传感quantum sensing
利用量子系统、量子特性或量子现象实现的传感技术。
3.4
量子系统的状态。
3.5
量子费希尔信息quantum Fisher information
量子费希尔信息是经典费希尔信息的扩展，表征了量子系统状态对待测参数的敏感性，可用于确定参数测量的最高精度。
3.6
海森堡极限Heisenberg limit
根据海森堡不确定性关系，在给定的量子态下，量子系统的某个指定的可观测物理量受其非对易物理量测量不确定性的制约所能达到的测量精度极限。
3.7
标准量子极限standard quantum limit
由量子力学原理决定的噪声极限，即多粒子系统处于真空态时两个正交分量的量子噪声相等且满足海森堡最小不确定关系。
3.8
散粒噪声shot noise
散粒噪声，或称泊松噪声，是一种遵从泊松过程的噪声。对于电子或光子，其散粒噪声来源于电子或者光子离散的粒子本质。
3.9
量子真空涨落quantum vacuum fluctuation
真空能量密度的随机扰动，是海森堡不确定原理导致的结果。
3.10
量子噪声quantum noise
测量过程中由于量子系统的海森堡不确定性引发的噪声。
3.11
量子投影噪声quantum projection noise
测量过程中由于量子投影测量结果的随机性所引发的噪声。
3.12
相干态coherent states
具有完全相干特性，且满足海森堡不确定度关系极限的正交分量涨落分布呈圆形特征的量子态（3.3）。
对数收益率3.13
压缩态squeezed state
满足海森堡不确定度关系极限的正交分量涨落分布呈椭圆特征的量子态（3.3）。
3.14
量子干涉quantum Interference
由于量子态（3.3）的叠加效应，量子态振幅发生的相干相消现象。
3.15
量子相干quantum coherence
量子系统其量子态能够发生稳定的相位干涉的能力和特性。
注1：量子系统处于叠加态时，其各个叠加成分的相对相位稳定，是其具备量子相干特性的充要条件。
注2：多个全同粒子相互之间相对相位的稳定，是其具备量子相干特性的充要条件。
3.16
量子退相干quantum decoherence
量子系统受外界扰动影响，失去量子相干性的过程。
3.17
量子态寿命quantum state lifetime
量子态上粒子占有数通过自发跃迁降为初始占有数的1/e的时间。
3.18
量子跃迁quantum transition
量子系统从一个量子态（3.3）转变到另一个量子态（3.3）的过程。
3.19
双光子拉曼跃迁two-photon Raman transition
一般指Lambda型三能级原子(离子)分子系统中，双光场从基态至共同激发态的两个跃迁通道在单光子大失谐、双光子共振的条件下耦合，原子（离子）或分子的布居可在两个基态之间相干地转移，是原子（离子）或分子自旋态的一种有效的操控过程。 3.20
自旋进动spin procession
微观自旋系统（电子、原子核、原子等）的自旋磁矩在外磁场作用下，以一定的角频率绕外磁场方向的进动过程，也称为拉莫尔进动。
3.21
拉莫尔频率Larmor frequency
自旋进动（3.20）（即拉莫尔进动）的角频率。
3.22
自旋极化spin polarization
微观自旋系统（电子、原子核、原子等）的自旋磁矩，在一定的物理过程中，其矢量和（即宏观磁矩）不等于零，且朝向某个特定的方向。
CO2封存量子隧穿效应quantum tunneling effect
微观粒子具有一定的概率穿透高于粒子能量的势垒的量子效应，体现了微观粒子同时具有波动性。该过程中，粒子穿透势垒和被势垒反弹回的概率同时存在，反映出相干性的特征。
3.23
3.24
光动量效应optical momentum effect荷香散尽
具有动量的光子在与物质的相互作用中存在动量交换，进而使物质的运动状态发生变化，此过程满足动量守恒定律，称为光动量效应。
4 量子测量技术
4.1
量子态制备quantum state preparation
通过经典或者量子的操控方法使量子系统处于所需的量子态（3.3）。常用的方法有单光子制备、双光子跃迁制备纠缠态、拉曼跃迁制备原子基态叠加态等方法。
4.2
量子态探测quantum state detection
利用探测器件，借助光或者微波与量子系统的作用，测量得到量子系统的量子态的技术。其典型描述如：量子态测量由一组测量算子{M m}描述，m表示测量可能的结果。如果测量前的量子态（3.5）为∣Ψ⟩，则（1）测量结果为m的概率为p(m)=⟨ψ|M m†M m|ψ⟩；（2）测量后的量子态为m
√⟨ψ|M
m M m|ψ⟩
；
（3）
测量算子满足完备性方程∑M m†M m
m
=I。
4.3
量子操控quantum control
改变量子系统量子态或其哈密顿量的操控方法。
4.4
都市星主播
量子非破坏测量quantum nondemolition measurement
对某个可观测量持续测量，但不增加其不确定性的量子测量方法。代价是其它可观测量的不确定性会增加。
4.5
电子磁共振electron paramagnetic resonance
物质的电子磁矩与外磁场相互作用导致塞曼效应。当在垂直于外磁场方向入射电磁波且能量与塞曼分裂能匹配时，物质将从电磁波吸收能量的共振现象。
4.6
核磁共振nuclear magnetic resonance
物质的核磁矩与外磁场相互作用导致核塞曼效应，在垂直于外磁场方向入射电磁波且能量与塞曼分裂能匹配时，物质将从电磁波吸收能量的共振现象。
4.7
无自旋交换弛豫spin exchange relaxation free
在自旋交换碰撞速率大于拉莫进动频率的情况下，自旋交换弛豫效应会被抑制到可忽略的程度，可以避免自旋在磁场中保持最优相干状态。
4.8
集里中学
光致旋转optical rotation
物质与携带角动量的光场或光子相互作用而发生角动量的传递，使物质在光致力矩的作用下产生自旋、旋进、扭转等角向运动。
4.9
原子干涉atomic interference
利用原子的物质波或内禀量子态的相干特性，产生相关量子态相位叠加或相消的现象。
4.10
超导量子干涉效应superconducting quantum interference effect
闭合超导量子线路中的宏观量子干涉（3.14）现象。通常量子线路中包含一个或多个约瑟夫森结，电流随穿过闭合环路的磁通周期性变化。
4.11
量子敏感介质quantum sensitive medium
在量子精密测量系统中直接与待测量发生相互作用的成分，可以是单一组分的原子、分子，或是系统形态的原子团、分子团、微小颗粒，亦或是功能集成的芯片、气室等。
4.12
冷原子cold atom
保持在接近绝对零度温度的原子，通常通过原子与激光场的相互作用制备。通常情况下，温度在10nK及以下的原子称为超冷原子。
4.13
悬浮谐振子levitated harmonic oscillator
被光场、电场、磁场等方法形成的势阱俘获并悬浮后，与外界环境不存在直接的机械接触，具备谐振敏感特性的量子敏感介质。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议