南乌拉尔国立大学科学家在量子计量学方法研发领域迈出重要一步。在“基于量子干涉测量的红外计量学”青年学者“超级津贴”获得者、物理数学博士安娜·帕捷罗娃的带领下，科研团队依托维克托·赫里斯坚科“迈向未来”资助计划，正在开发并完善一种非线性干涉测量法。该方法能显著提升红外波段测量的信噪比，将量子噪声转化为实用工具
据悉，“光量子工程”实验室由莫斯科国立大学物理数学博士、教授谢尔盖·库利克领衔，安娜·帕捷罗娃博士担任该实验室高级研究员。
赫里斯坚科资助项目下的研发工作正是该实验室的方向之一，主要致力于非线性干涉测量法的开发与优化。
经典红外光谱学的主要痛点在于该波段的探测器性能不佳：物体热噪声甚至实验人员的微小动作都会“淹没”微弱的有用信号。
“在量子光学中，实验的大敌不是黑暗，而是运动、噪声和杂散光，”安娜·弗拉基米罗芙娜解释道，“为了将其影响降至最低，所有实验都在特殊条件下进行：实验室无窗以防外界噪声侵入，探测器需冷却，光学平台要减震，甚至对着装有特殊要求——浅色衣物会反射笔记本电脑屏幕的光，导致数据失真。组装非线性干涉仪时，系统的稳定性至关重要。”
解决问题的关键在于利用自发参量下转换（SPDC）——这是一种激光辐射与真空电磁涨落相互作用产生的量子过程。看似矛盾的是，通常被视为噪声来源的、不可避免的量子涨落，在此却从干扰项转变为助力，它触发了关联光子对的产生过程。
在非线性晶体中，激光生成成对关联光子：其中一个处于可见光波段，另一个则处于红外波段。尽管此类事件的发生概率极低（约10⁻⁶），但它开启了全新的可能。激光功率越高，测量精度也随之提升。
“我们提出的非线性干涉测量法，能够在探测可见光的同时完成红外波段的测量，”安娜·弗拉基米罗芙娜评论道，“我们的实验名为‘用于红外成像或红外光谱的非线性干涉测量法’。
我们摒弃了低效的红外探测器，转而使用对热噪声不敏感的可见光探测器。得益于光子间的量子关联，通过测量可见光光子的波长变化，我们便能反推其红外配对光子的状态。相比传统方法，这极大地提高了信噪比。
该方法效能优于经典计量手段，为获取更丰富的测量信息开辟了道路，尤其在生物医学领域潜力巨大。该技术有望实现对生物组织的无创分析，通过研究蛋白质、脂肪、DNA和RNA在红外波段的特征吸收谱线，可在药物作用或病理演变的最早期阶段发现组织变化，提供比常规手段更深入的分析层级。
项目推进不仅依托实验成果，更注重人才培养。研究团队已在《Advanced Photonics Research》、《Laser Physics Letters》等国际顶尖期刊发表多篇论文。例如，E.S. Zatsepin等人的论文《Dispersion Analysis of Silver Thiogallate in a Broad Mid‐Infrared Range》（Advanced Photonics Research 7(1), e202500267 (2026)）获得了极高的浏览量；另一篇论文《Generation of spontaneous parametric down conversion from BaGa2GeS6 crystal》（Laser Physics Letters 23(1), 015201 (2026)）同样引起学界关注。
此外，近期的重要学术活动将是于2026年6月底在SUSU举办的第六届“量子技术前沿问题：应用传感技术”科学实践研讨会，届时将汇聚量子传感及相关领域的专家学者。
本项目在维克托·赫里斯坚科“迈向未来”资助计划框架内实施。该计划是“优先级-2030”战略下支持大学发展的年度财政资助项目，旨在为前瞻性研究、人才储备建设及特色教育项目（模块）的实施提供资金，明确南乌拉尔国立大学及车里雅宾斯克州的发展向量。