Các nhà nghiên cứu từ Đại học Sydney và Đại học RMIT đã công bố một phương pháp tiếp cận mới trong đo lường lượng tử, được đăng tải trên tạp chí Science Advances vào ngày 24 tháng 9 năm 2025. Nghiên cứu này cho phép phân bổ lại sự bất định, giúp đo lường đồng thời chính xác cả vị trí và động lượng của một hạt. Nguyên lý bất định Heisenberg vốn đặt ra giới hạn về độ chính xác khi cùng lúc biết vị trí và động lượng của một hạt, gây thách thức cho việc phát triển các cảm biến lượng tử siêu chính xác. Phương pháp mới này đã khéo léo chuyển sự bất định sang các khía cạnh ít quan trọng hơn của phép đo, qua đó nâng cao độ chính xác trong việc phát hiện những thay đổi cực nhỏ của cả vị trí và động lượng.
Các nhà khoa học đã sử dụng 'trạng thái lưới' (grid states), một trạng thái lượng tử được phát triển cho máy tính lượng tử sửa lỗi, để thực hiện đo lường với độ bất định chỉ bằng nửa nanomet và lực nhỏ tới yoctonewton (một phần nghìn tỷ tỷ Newton). Độ nhạy này tương đương với việc phát hiện trọng lượng của khoảng 30 phân tử oxy. Những tiến bộ này mở ra tiềm năng cách mạng hóa nhiều lĩnh vực.
Các đài quan sát sóng hấp dẫn, vốn dùng để phát hiện các sự kiện vũ trụ như sự va chạm của lỗ đen, có thể hưởng lợi đáng kể. Ngoài ra, công nghệ này còn có thể dẫn đến các cảm biến lượng tử siêu nhạy cho định vị, hình ảnh y tế, giám sát vật liệu và vật lý thiên văn. Cảm biến lượng tử đang được kỳ vọng sẽ tiếp cận thị trường trong vòng 3-5 năm tới, với trọng tâm ban đầu là các ứng dụng y tế và quốc phòng.
Các ứng dụng y tế bao gồm chẩn đoán hình ảnh chính xác hơn như MRI, theo dõi sức khỏe cá nhân và phát hiện sớm các dấu hiệu bệnh tật. Trong lĩnh vực định vị, cảm biến lượng tử có thể cung cấp độ chính xác cao hơn GPS, đặc biệt ở những nơi tín hiệu GPS bị hạn chế. Nghiên cứu này là một bước tiến quan trọng trong khoa học đo lường lượng tử, cung cấp một khuôn khổ mới cho các công nghệ cảm biến trong tương lai cần phát hiện tín hiệu cực nhỏ. Mặc dù hiện tại vẫn còn trong phòng thí nghiệm, thí nghiệm này cho thấy tiềm năng của các cảm biến lượng tử siêu nhạy với các ứng dụng rộng rãi trong khoa học và công nghệ.
Sự hợp tác quốc tế giữa các nhà thực nghiệm tại Đại học Sydney và các nhà lý thuyết từ Đại học RMIT, Đại học Melbourne, Đại học Macquarie và Đại học Bristol đã nhấn mạnh giá trị của các mối quan hệ đối tác liên ngành và xuyên biên giới trong việc thúc đẩy tiến bộ khoa học. Khi công nghệ cảm biến lượng tử phát triển, đột phá này mở đường cho thế hệ cảm biến siêu chính xác tiếp theo, hứa hẹn thay đổi cách chúng ta hiểu và đo lường thế giới lượng tử.