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量子气体显微镜为冷原子气体的量子多体态提供了前所未有的观测手段。本研究团队提出了将量子气体显微镜拓展至相空间测量的具体方案，通过将动量映射到辅助自由度并采用正算子值测度。我们区分了两种不同的操作模式：在Husimi-Q相空间显微镜中，位置与动量被联合测量，此时量子噪声会体现在位置测量中；而在平均模式相空间显微镜中，该方法可提取动量密度（及其矩量）平均值随空间的变化规律，这些平均值能以任意空间分辨率获取。该工作通过多种物理场景展示了这些技术的实用性。