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量子力学对我们能够了解亚原子粒子的程度施加了限制。根据该理论，如果物理学家测量了粒子的位置，他们就无法同时测量其动量。但是，一项新的实验设法绕过了这一规则——即所谓的不确定性原理——通过仅确定粒子位置的少量信息，从而保留了测量其动量的能力。
不确定性原理由维尔纳·海森堡于1927年提出，是宇宙在微观尺度上模糊性的一种结果。量子力学揭示，粒子不仅仅是像我们可以看到和触摸的普通物体那样的小弹珠。粒子实际上不是在特定时间处于特定位置，而是存在于概率的迷雾中。它们处于任何给定状态的可能性由一个称为量子波函数的方程描述。对粒子的任何测量都会“坍缩”其波函数，实际上是迫使其为测量的特征选择一个值，并消除了解与其相关属性的任何信息的可能性。
最近，物理学家决定看看他们是否可以通过使用一种称为压缩感知的新工程技术来克服这一限制。这种用于进行高效测量的工具已经成功应用于数码照片、MRI扫描和许多其他技术。通常，测量设备会进行详细的读取，然后对其进行压缩以方便使用。例如，相机拍摄大的原始文件，然后将它们转换为压缩的jpeg。然而，在压缩感知中，工程师旨在在测量信号时对其进行压缩，从而使他们能够进行更少的测量——相当于以jpeg而不是原始文件捕获图像。
这种获取测量所需最少信息的相同技术似乎提供了一种绕过不确定性原理的方法。为了在量子世界中测试压缩感知，物理学家约翰·C·豪厄尔和他在罗切斯特大学的团队着手测量光子的位置和动量——光粒子。他们将激光照射到一个装有镜子阵列的盒子，这些镜子可以指向或远离盒子末端的探测器。这些镜子形成了一个过滤器，允许光子在某些地方通过，而在另一些地方阻挡它们。如果光子到达探测器，物理学家就知道它在镜子提供通道的位置之一。该过滤器提供了一种在不知道粒子确切位置的情况下测量粒子位置的方法——而不会坍缩其波函数。“我们所知道的只是光子要么可以通过该模式，要么不能，”格雷戈里·A·豪兰德说，他是6月26日发表在物理评论快报上的一篇报告该研究的论文的第一作者。“事实证明，正因为如此，我们仍然能够弄清楚动量——它的去向。我们付出的代价是，我们对它的去向的测量会带有一些噪声。” 然而，不太精确的动量测量总比根本没有动量测量要好。
物理学家强调他们没有违反任何物理定律。“我们没有违反不确定性原理，”豪兰德说。“我们只是以一种巧妙的方式使用它。” 该技术可能被证明对于开发诸如量子密码术和量子计算机之类的技术非常强大，这些技术旨在利用粒子模糊的量子特性进行技术应用。量子测量可以获取的信息越多，这些技术就越能更好地工作。多伦多大学的物理学家Aephraim M. Steinberg说，豪兰德的实验提供了一种比传统上可能的更有效的量子测量，他没有参与这项研究。“这是许多似乎注定要证明对于经济地表征大型系统不可或缺的新技术之一。” 换句话说，物理学家似乎已经找到了一种用更少的测量获得更多数据的方法——或者说，更划算。