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量子力學對我們能夠了解亞原子粒子的程度施加了限制。根據該理論，如果物理學家測量了粒子的位置，他們就無法同時測量其動量。但是，一項新的實驗設法繞過了這一規則——即所謂的不確定性原理——透過僅確定粒子位置的少量資訊，從而保留了測量其動量的能力。
不確定性原理由維爾納·海森堡於1927年提出，是宇宙在微觀尺度上模糊性的一種結果。量子力學揭示，粒子不僅僅是像我們可以看到和觸控的普通物體那樣的小彈珠。粒子實際上不是在特定時間處於特定位置，而是存在於機率的迷霧中。它們處於任何給定狀態的可能性由一個稱為量子波函式的方程描述。對粒子的任何測量都會“坍縮”其波函式，實際上是迫使其為測量的特徵選擇一個值，並消除了解與其相關屬性的任何資訊的可能性。
最近，物理學家決定看看他們是否可以透過使用一種稱為壓縮感知的新工程技術來克服這一限制。這種用於進行高效測量的工具已經成功應用於數碼照片、MRI掃描和許多其他技術。通常，測量裝置會進行詳細的讀取，然後對其進行壓縮以方便使用。例如，相機拍攝大的原始檔案，然後將它們轉換為壓縮的jpeg。然而，在壓縮感知中，工程師旨在在測量訊號時對其進行壓縮，從而使他們能夠進行更少的測量——相當於以jpeg而不是原始檔案捕獲影像。
這種獲取測量所需最少資訊的相同技術似乎提供了一種繞過不確定性原理的方法。為了在量子世界中測試壓縮感知，物理學家約翰·C·豪厄爾和他在羅切斯特大學的團隊著手測量光子的位置和動量——光粒子。他們將雷射照射到一個裝有鏡子陣列的盒子，這些鏡子可以指向或遠離盒子末端的探測器。這些鏡子形成了一個過濾器，允許光子在某些地方透過，而在另一些地方阻擋它們。如果光子到達探測器，物理學家就知道它在鏡子提供通道的位置之一。該過濾器提供了一種在不知道粒子確切位置的情況下測量粒子位置的方法——而不會坍縮其波函式。“我們所知道的只是光子要麼可以透過該模式，要麼不能，”格雷戈裡·A·豪蘭德說，他是6月26日發表在物理評論快報上的一篇報告該研究的論文的第一作者。“事實證明，正因為如此，我們仍然能夠弄清楚動量——它的去向。我們付出的代價是，我們對它的去向的測量會帶有一些噪聲。” 然而，不太精確的動量測量總比根本沒有動量測量要好。
物理學家強調他們沒有違反任何物理定律。“我們沒有違反不確定性原理，”豪蘭德說。“我們只是以一種巧妙的方式使用它。” 該技術可能被證明對於開發諸如量子密碼術和量子計算機之類的技術非常強大，這些技術旨在利用粒子模糊的量子特性進行技術應用。量子測量可以獲取的資訊越多，這些技術就越能更好地工作。多倫多大學的物理學家Aephraim M. Steinberg說，豪蘭德的實驗提供了一種比傳統上可能的更有效的量子測量，他沒有參與這項研究。“這是許多似乎註定要證明對於經濟地表徵大型系統不可或缺的新技術之一。” 換句話說，物理學家似乎已經找到了一種用更少的測量獲得更多資料的方法——或者說，更划算。