问题——量子精密测量被认为是量子科技的重要方向之一，目标是利用量子叠加、纠缠等效应，把对物理参数的测量精度推到更高水平；但量子临界传感等既有方案中，往往需要先把系统制备到特定的“临界稳态”。该过程通常耗时较长、对噪声敏感、对实验条件要求高，成为制约实验推进与工程化应用的主要瓶颈。如何在可控、可扩展的实验体系中稳定获得“临界增强”带来的精度提升，是国际量子传感研究的焦点之一。 原因——针对上述难点，北京计算科学研究中心薛鹏教授团队联合东南大学、电子科技大学、安徽大学等单位，从动力学路径入手，探索一种“无需稳态制备”的临界增强传感方案。研究团队构建了非厄米拓扑量子行走模型，并在光量子行走实验平台中引入可控光子损耗，使系统实现等效的一维非厄米哈密顿量动力学演化。不同于传统封闭系统，非幺正演化可将开放体系中的“损耗”等特征转化为可调参数，在实验可实现性与物理可观测性之间取得平衡，为在实验中捕捉临界行为提供了新的路径。 影响——研究的关键进展在于：团队在实验中观测到“点能隙”与“线能隙”闭合时出现的临界现象，并更量化了临界点附近的传感能力提升。结果显示，在能隙闭合的临界区域，经典Fisher信息出现显著峰值，且随系统尺寸增长呈现更强的标度提升，涉及的指数分别约为2.116和2.707，明显优于非临界状态。这表明，量子临界性能够在该平台上明显增强测量灵敏度，为“临界增强量子传感”提供了直接的实验依据。相关成果已发表于国际期刊《物理评论快报》。 对策——业内人士认为，要将这类基础突破转化为可复用的测量能力，还需在几上持续推进：其一，强化跨学科协同，打通非厄米拓扑理论、光量子器件、精密测控等技术链条，提升实验平台的稳定性与可扩展性；其二，面向应用建立可评测的指标体系与验证流程，不同噪声条件、不同参数区间下，对灵敏度、动态范围、重复性等关键性能进行系统检验；其三，加快与应用场景对接，围绕电场、磁场、引力梯度等典型测量任务开展原理样机研制与场景测试，推动从“可观测”走向“可用”。 前景——量子精密测量正处于从实验室走向规模化应用的关键阶段，也是未来产业布局的重要方向之一。此次成果的意义不仅在于将临界增强效应引入更易调控的非幺正光量子行走实验框架，更在于提供了一条绕开稳态制备瓶颈的可行路线。未来若能在器件集成度、抗噪声策略与系统工程化上持续突破，该技术有望在环境监测、医疗成像、地球物理探测以及高端装备状态诊断等领域形成高灵敏度、可部署的新型传感方案，并与现有精密测量体系形成互补，拓展我国量子传感技术的应用边界。
在全球科技竞争加速的背景下，这项具有自主知识产权的原创突破展示了我国在量子传感方向的研究能力。随着从基础研究到应用验证的协同机制完善，这类成果有望为高精度测量技术发展提供新的思路与方法，也为对应的应用难题的解决贡献中国方案。