استخدام التأثيرات الكمومية لتحقيق قياسات عالية الدقة.علم القياس الكمومي هو علم استخدام الخصائص الميكانيكية الكمومية — مثل التراكب والتشابك والضغط — لدفع دقة القياس إلى ما وراء حدود الفيزياء الكلاسيكية. في القياسات الكلاسيكية، تتحسن الدقة مع الجذر التربيعي لعدد الجسيمات المستخدمة، لكن الارتباطات الكمومية يمكنها كسر هذا الحاجز، محققة ما يسمى بحد هايزنبرغ، حيث تتناسب الدقة خطيًا مع عدد الجسيمات. وهذا يجعل من الممكن قياس الزمن والتردد والطور وغيرها من الكميات بدقة استثنائية.
وُضعت الأسس النظرية في الثمانينيات على يد كارلتون كافز، الذي أظهر كيف يمكن للضوء المضغوط أن يحسن كاشفات الموجات الثقالية، ومنذ ذلك الحين نما المجال مع التقدم في البصريات الكمومية وفيزياء الذرات.
الفكرة الأساسية هي تحضير حالة كمومية شديدة الحساسية للمعامل الذي يتم قياسه. على سبيل المثال، في مقياس التداخل، يمكن تقسيم شعاع الضوء إلى مسارين، ويكشف فرق الطور بينهما عن الكمية المطلوبة. وبحقن حالة 'مضغوطة' من الضوء — حيث تقل عدم اليقين في أحد المربعات على حساب الآخر — يمكن جعل قياس الطور أكثر دقة من استخدام ضوء الليزر العادي. وبالمثل، يمكن استخدام الجسيمات المتشابكة لقياس خاصية جماعية بضوضاء أقل من الجسيمات المستقلة.
يُستخدم علم القياس الكمومي بالفعل في الساعات الذرية التي تحدد الثانية، وهو مكون حاسم في مراصد الموجات الثقالية مثل LIGO، حيث يعزز الضوء المضغوط الحساسية لتموجات الزمكان.
أدق القياسات التي تم إجراؤها على الإطلاق — لترددات الانتقال الذري — تعتمد على علم القياس الكمومي، محققة عدم يقين أقل من جزء واحد في 10^18، أي ما يعادل فقدان أو اكتساب ثانية واحدة على مدى عمر الكون.
