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第一作者：张雪

通讯作者：张筑城、董辉

发表期刊：Physical Review Letters

期刊 Impact Factor: 9.0 （JCR一区）

通讯单位：中国工程物理研究院研究生院、杭州师范大学

论文网址：//journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/z44z-lnwx

成果简介： 

红外光谱是分析物质成分和结构的“指纹”技术，在化学分析、生物医学诊断、新材料研发等领域发挥关键作用。然而，传统红外光谱技术面临显著挑战：

高性能红外设备不仅成本高昂，而且性能不如可见光波段的设备。量子纠缠，这一被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”的奇特量子现象，为解决这一挑战带来了机遇。利用纠缠光子对，实验上可以在可见光波段进行探测，却能间接获取物质在红外波段的信息，有望绕过对直接红外探测设备的依赖。尽管实验物理学家们已在探索基于纠缠光子的新型红外测量方案上取得进展，但纠缠在理论上究竟如何提升红外光谱测量的能力，尤其是对多个关键参数同时测量的精度极限问题，一直缺乏清晰的理论框架。

我校色花堂 张筑城副研究员与中国工程物理研究院研究生院董辉研究员课题组合作在这一领域取得进展，提出了纠缠辅助的红外光谱多参数联合测量的不确定性关系。研究团队通过将多参数估计理论引入光谱测量，从理论上严格推导并证明了在红外光谱测量中，物质的折射率与吸收系数在联合测量时，其精度存在一个固有的权衡关系。这一权衡关系揭示了光谱多参数测量的基本极限，对高精度光谱技术与量子传感器的设计具有重要意义。

全文详见X. Zhang, Z. Zhang, and H. Dong, Phys. Rev. Lett. 134, 243601 (2025)。论文的通讯作者为董辉研究员和张筑城副研究员，第一作者为中国工程物理研究院研究生院的博士生张雪。