奥地利因斯布鲁克大学量子光学和量子信息研究所 (IQOQI)的Peter Zoller、Thomas Monz和Rainer Blatt等人将量子信息处理领域的概念与计量学相结合，在实验上成功地演示了一种基于离子阱量子计算机（最多包含26个纠缠原子）的可编程量子传感器，传感性能可以在不需要先验输入的情况下，接近绝对量子极限，有望应用于从改进原子钟和全球定位系统到磁测量和惯性传感等领域。相关成果于3月23日发表于《自然》杂志。
量子传感器是一项新兴的技术，为科学领域的精确传感创造了新的机遇。这些传感器中的大多数都是“启用量子的”，也就是说，它们使用量子系统的特性来执行计量任务，其准确度有两个极限，一个是标准量子极限（SQL），一个是绝对量子极限。启用量子的传感器性能可以接近或达到SQL，该极限源自于其状态初始化时的量子噪声。最新一代的传感技术正在通过使用纠缠态超越SQL。然而，现有的这些量子增强的传感器在超越SQL的同时，距离量子力学所允许的结果—绝对量子极限还比较远。根据物理学家的说法，人们知道原子钟可以在量子纠缠的帮助下更精确地运行。然而，针对此类应用实现鲁棒纠缠的方法迟迟没有出现。
量子信息处理技术近年来取得了巨大进步，在近期硬件上的计算和模拟中追求“量子优越性”。在这种情况下，有针对性地创建多体纠缠态的技术得到了发展。在此基础上，一种有可能使传感器接近绝对量子极限的策略是，通过混合量子—经典算法使用低深度变分量子电路。该方法可以实现编程定制纠缠，应用到传感的各个方面，包括测量，将允许构建下一代传感器，能够接近传感的绝对量子极限。这种“可编程量子传感器”的概念可以在多种硬件平台上实现，并适用于广泛的传感任务。此外，它们的可编程性使此类传感器能够在设备上对其性能进行变分优化，从而实现纠缠的最佳利用，即使在当今含噪声且非通用的量子硬件上也是如此。实验物理学家Thomas Feldker在描述其基本机制时说：“与机器学习类似，可编程量子计算机作为高精度传感器自动找到其最佳模式。”
IQOQI的研究人员演示了一个可编程量子传感器的实验实现，使用低深度变分量子电路来搜索并获得可编程传感器上的最佳输入状态和测量算子，即对纠缠和集体测量进行编程，以接近与量子物理定律兼容的参数估计的极限。目前的实验工作在离子阱量子计算机上编程一个接近最优的量子干涉仪（最多包含26个纠缠原子），演示了单参数的量子估计，展示了接近最佳计量的结果。该工作的一个关键要素是通过一种变分量子算法来确定一条通向最佳量子传感的路径，在这种算法中，通过使用特定于任务的成本函数优化电路，深度不断增加的电路允许收敛到最终的传感极限。
Peter Zoller强调：“我们已经演示了量子增强型原子钟的一个关键组件。下一步是在专用原子钟中运行它。到目前为止，仅为可能有实际意义的计算而展示的内容，在不久的将来可用于可编程量子传感器演示量子优势。”