利用非经典光场进行干涉测量已被证实能够超越经典干涉仪的标准量子极限(SQL)。在实际应用中，压缩真空场注入干涉仪已成功用于提升引力波、角速度等物理参数的测量精度。通常，这种量子干涉仪对损耗非常敏感，量子优势会随着损耗的增加而迅速消失。而实际使用中，光场的传输损耗不可避免，因此如何在损耗环境中保留量子干涉仪的量子优势对于量子干涉技术走向实用化尤为重要。

陈丽清课题组设计并实现了分束比可调的量子Mach-Zehnder干涉仪。通过调节输入光场的分束比，实现了光场的最佳资源分配，在损耗环境下最大程度保留了压缩光场的量子优势。如图1(a)所示，当压缩度为10dB的压缩真空场和相干场一同注入干涉仪，单臂损耗为70%时，在经典分束比50:50的情况下，由于损耗的影响，最终压缩噪声为相位测量带来的量子优势仅剩2.3dB。当第一分束器的分束比被调节至理论最佳值，相干场和压缩真空场在干涉臂上的光场资源重新分配，压缩真空场更多通过无损臂，压缩噪声的量子优势被最大化保留，为4.5dB。

实验上，利用偏振器件构造了可调分束比的有损量子干涉仪实验装置，通过铷87原子的偏振自旋转效应制备了压缩度为2.0dB的压缩真空场，实验结果如图1(b)所示。当单臂损耗高达70%时，压缩噪声的量子优势随着第一分束器反射率R1的增大而被保留下来。不同损耗下，干涉仪的最小相位灵敏度对应的R1不同。当损耗越大时，优化后的压缩真空场更多分布在无损臂。在42.7%的损耗下，由于量子资源得到有效保护，优化后的相位灵敏度再次超越标准量子极限。当损耗高达90%时，量子MZ干涉仪相比于传统MZ干涉仪，其相位灵敏度依旧提升了约1.6dB。实验结果显示此优化方案可以将有损量子MZ干涉仪的相位灵敏度优化至理论极限——量子Fisher信息中的最佳量子克拉美-罗边界，为量子干涉仪在实际损耗环境中的应用提供了重要的优化依据。该研究成果发表于Phys. Rev. Lett. 130，073601 (2023)，华东师范大学为论文的第一完成单位，博士生黄文峰为论文的第一作者，陈丽清教授、袁春华教授以及上海交通大学的张卫平教授为共同通讯作者。

有损量子干涉仪的压缩噪声保护示意图。

相位灵敏度的实验优化结果。