如何利用量子力学中的量子态来提高参数测量的精度，不仅具有重要的学术价值，并且在引力波测量、磁力仪、量子传感、原子钟的频率校准等方面有重要应用。在量子成像中，最大纠缠态可以被应用在光刻技术，利用它可以传输超过瑞利散射极限分辨率的图像。这个领域，即量子度量学，近年来得到很大的关注和发展，吸引了不同学科（例如数学、凝聚态物理学、量子光学）的科学家进行广泛深入的研究，在未来的很长时间内也将是物理学的前沿之一。
量子度量学中的一个重要概念是量子Fisher信息。Fisher信息的方法非常有用，例如可以推导出薛定谔方程。通过Cramer-Rao不等式，量子Fisher信息决定了参数测量能够达到的精度。这个不等式本质上是量子力学不确定关系的一个特殊情况。量子Fisher信息本身也可以用来刻画量子态对于参数的敏感度，所以可以应用在量子相变理论和量子混沌领域。对于不只一个参数，即多参数的情况，相应的不等式取矩阵形式，它由Fisher信息矩阵决定。这个不等式也是多参数量子力学不确定关系的一个特殊情况。通过计算量子Fisher信息或者Fisher信息矩阵就可以分别对单参数和多参数进行估计。
如何利用量子系统，例如一个量子比特，做为传感器是近年来备受关注的研究方向。利用相干性等独特的量子特性，量子传感器可以在测温学（Thermometry）、测电学（Electrometry）、 测磁学（Magnetometry）、测重学（Gravimetry）和梯度测量学（Gradiometry）等学科得到广泛的应用，也可以提高测量角速度的量子陀螺仪的性能，提高对不同物理量的测量精度。量子传感目前已经成为一个充满活力的领域，也是一个很大的交叉学科，涉及物理学、数学、信息学甚至生物学等众多学科。在这一领域的研究中，刻画和优化量子传感器是非常具有挑战性的课题。两个重要的量子传感器是量子陀螺仪和磁力仪，未来的发展方向集中体现在如下几个方面：更高的灵敏度（应用量子力学效应，可以探测更小的转动角度）；更好的可集成性（更小的传感器尺寸，可以应用于更多的领域）；更优的稳定性（对环境噪声具有更好的抗干扰性）；更快的响应速度（高效的量子调控可以实现更快的量子态初始化与读取速度）。在这些方面的理论研究取得了一定的进展，但是还有很多问题等待解决，例如，如何缩小尺寸，提高稳定性等。