量子纠缠是量子力学中最典型的非经典效应之一，长期被认为是提升测量精度的重要资源。但传统量子计量实验多依赖处于同一空间位置的纠缠粒子完成测量，应用场景与测量能力因此受到一定限制。如何打破空间束缚，彼此分离的量子体系之间继续利用纠缠带来的优势，已成为量子精密测量的关键问题。国际研究团队通过新的实验设计，首次在实验中实现了空间分离原子云之间的量子纠缠测量。研究人员先在单个原子云中制备纠缠态，随后将其分裂为最多三个在空间上彼此分离、但仍保持量子纠缠的原子云。借助这个方案，团队能够同时估计多个物理参数，并用较少的测量数据重建电磁场的空间分布。实验结果显示，基于空间纠缠的测量精度明显优于传统方法，验证了该思路的可行性与优势。该技术的突出特点在于“双重降噪”。一上，空间纠缠的量子计量方案可降低量子涨落引入的不确定性，即量子系统固有的随机波动；另一方面，它还能在较大程度上抵消对所有原子产生相同作用的环境噪声，从而提升测量的稳定性与准确性。这种兼顾量子噪声与共模噪声的抑制能力，为多参数精密测量提供了新的实现路径。在应用层面，这一成果具备直接的转化潜力。例如在光学晶格原子钟中，原子分布不均会带来系统误差并影响计时精度；该方案有望通过更精确地刻画原子空间分布来降低有关误差，进而提升原子钟性能。此外，在用于测量地球重力加速度的原子干涉仪中，该技术可用于更高精度探测重力的空间变化，对地球物理研究与地质勘探具有参考价值。相关成果已发表于最新一期《科学》杂志。
从量子纠缠的基础性质出发，走向精密计量的实际需求，是近年来量子技术发展的重要方向；此次瑞法团队将纠缠关联引入空间分离的多参数测量框架，不仅为“如何在多点场信息中获取更高精度”提供了新的思路，也表明精密测量的竞争焦点可能从单点极限转向系统层面的协同测量与抗噪能力。随着该方案在更多平台上得到验证并推动工程化应用，时间基准、重力探测等关键领域的测量能力有望迎来新的提升。