Sub shot-noise frequency estimation with bounded a priori knowledge
我们分析了一种有效的频率估计方案，该方案用于测量拉姆齐光谱中原子态的未知频率。该方案采用非关联探测原子和GHZ型关联探测原子的适当组合来估计其频率。通过对最终测量结果进行贝叶斯分析，得到频率的估计值。所提出的方案使我们能够获得更好的精度比没有量子相关的方案，它也可以防止我们从模糊的频率估计过程中只有GHZ相关。我们证明了该方案可以克服散粒噪声的限制，此外，还发现原子态的频率估计精度和退相干率之间存在折衷关系。
2014-12-31 quant-ph
Estimation of a quantum interaction parameter using weak measurements: Theory and experiment
我们研究了由相互作用实现的弱量子测量的结果来估计一个小的相互作用参数。解释了弱值与灵敏度的关系，并利用实验数据确定了后选择结果的不同贡献。结果表明，弱值可以用来控制不同的后选择结果之间的输入状态灵敏度的分布。
2012-10-22 quant-ph
Control-enhanced sequential scheme for general quantum parameter estimation at the Heisenberg limit
量子精密测量的优点已经在实验上证明了相位估计的动力学是交换的。然而，一般的非交换动力学可以有不同的特征。例如，直接顺序方案，它可以实现海森堡缩放的相位估计下的交换动力学，可以有甚至更差的性能比经典的计划下的非交换动力学。在这里，我们实现了一个可扩展的最优控制的顺序计划，它可以达到海森堡精度下一般的非交换动力学。我们还提出了一个直观的几何框架的控制方案，并确定甜蜜点的时间，在该计划中使用的最佳控制可以预先固定而无需适应，这大大简化了实验协议。我们成功地实现了该计划的八个控制在一个光学平台，证明了海森堡极限附近的精度。我们的工作为在量子精密测量中收获量子控制的力量开辟了道路，并提供了一个控制增强的配方，以实现一般非对易动力学下的海森堡精度。
2019-02-04 quant-ph
Phase estimation with weak measurement using a white light source
我们报告的结果，高精度的相位估计的基础上弱测量计划，使用商业发光二极管。该方法是基于偏振算子的弱值的虚部的测量。弱值虚部的出现是由于测量相互作用本身。该方法的灵敏度相当于分辨阿秒量级的光脉冲，并且对色散具有鲁棒性。
2013-06-20 quant-ph
Parameter estimation with cluster states
我们提出了一个方案的参数估计与集群状态。我们发现，在多体哈密顿量和可分离的测量下，团簇态的相位估计导致海森堡极限的精度。作为噪声模型，我们研究了去相位，去极化和纯阻尼通道。退相干降低了灵敏度，但我们的方案仍然优于几个参考方案的状态，如最大纠缠态和产品状态。对于小的团簇状态和固定的演化时间，它保持在海森堡极限的量子位数大约是替代方案的2倍。
2009-03-03 quant-ph
Weak value amplification is suboptimal for estimation and detection
我们表明，使用统计严格的参数，弱值放大（WVA）的技术并不优于标准的统计技术的单参数估计和信号检测的任务。具体来说，我们证明后选择，必要的成分WVA，估计精度降低，而且，安排非常大的弱值是一个次优策略。在这样做时，我们明确地提供了最优估计，这反过来又允许我们确定最优实验安排是其中所有结果都具有相等的弱值（尽可能小）并且仪表的初始状态是可观察系统的平方的最大特征值。最后，我们给出了精确的定量条件时，弱测量（测量没有后选择或过大的弱值）可以减轻估计中的非特征化技术噪声的影响。
2014-01-22 quant-ph
Optomechanical scheme for the detection of weak impulsive forces
我们表明，一个冷却方案和适当的量子非平稳策略，可以用来提高信噪比的弱冲力的光机检测。
2001-05-04 cond-mat.mes-hall gr-qc quant-ph
Weak measurements and the joint estimation of phase and phase diffusion
弱测量提供了调整系统上获取的信息的可能性，因此施加了干扰。这表明，它可能是一个有用的工具，多参数估计时，两个参数不能同时测量的量子极限。在这里，我们讨论他们的使用相位估计中存在的相位扩散的背景下，偏振，一个场景，这是方便地铸造在一个两级量子系统在许多相关的情况下。
2015-10-02 quant-ph
Mixed state Pauli channel parameter estimation
用于估计描述单个量子比特泡利信道的强度的参数的任何物理方案的准确性可以使用来自量子估计理论的标准技术来量化。已知具有m个信道调用的最优估计方案使用系统的初始状态，所述初始状态是纯的且未纠缠的，并且提供O[1/m^（1/2）]的不确定性。该协议类似于经典的重复和平均方案。我们考虑估计方案，其中可用的初始状态是不纯的，并比较协议涉及量子相关态的独立状态协议类似于经典的重复计划。我们表明，与纯态的情况下，量子相关态协议可以产生更大的估计精度比任何独立的状态协议。我们表明，这些收益持续存在，即使当系统状态是可分离的，在某些情况下，当量子不和谐的通道调用后缺席。我们描述了这些协议的相关性核磁共振测量。
2012-08-29 quant-ph
Estimation of an Optomechanical Parameter via Weak Value Amplification
在这篇文章中，我们提出了一个实验的建议，在噪声的存在下的光学机械参数的估计。该方法基于弱值放大技术，可以放大单光子对机械振子的辐射压效应。在我们的设置中，我们表明，弱值放大技术是最好的方法，依赖于一个强大的测量后选择的估计，因为第一种方法不需要一个很好的先验知识的参数，我们希望估计，而这两种策略达到相同水平的精度从费雪信息的角度来看。在存在强相关噪声的情况下，从Fisher信息的角度来看，弱值放大方法比不采用后选择并且受相同类型噪声影响的标准测量策略更可取。
2021-12-21 quant-ph
Ancilla-assisted schemes are beneficial for Gaussian state phase estimation
我们研究了高斯态的干涉测量，并表明辅助方案优于相干态干涉测量的所有损失水平。我们还比较了辅助方案与其他干涉方案，包括压缩，并表明它是最有利的高损耗，高光子数制度。事实上，在高损失的情况下，它的表现优于迄今为止提出的许多其他策略。我们发现的最佳测量观察到的每个方案进行了讨论。我们还发现，通过适当的测量，Caves [Phys.Rev.D23，1693（1981）]的建议可以达到的精度可以得到改进，并且比以前认为的更不易受到损失。
2020-01-10 quant-ph
Reply to comments on "Weak value amplification is suboptimal for estimation and detection"
Kedem对我们的信[PRL 112，040406（2014）]的评论[arXiv：1402.1352]只包含了我们没有考虑复杂弱值的批评。我们指出，后续工作使用与我们的信中相同的分析，包括任何类型的弱值，并得出相同的结论。Vaidman对我们的信的评论[arXiv：1402.0199]可以被解构为两个不同的逻辑谬误。
2014-02-12 quant-ph
Quality of a Quantum Error Correcting Scheme and Memory Error Threshold Estimation
对Calderbank-Shor-Steane [[7，1，3]]量子码的纠错能力以及利用多个辅助态提取容错伴随式进行了数值研究。一个简单的概率表达式来表征代码的能力，纠正编码的量子比特已被认为是。该概率作为校正质量标准，允许比较不同恢复方案之间的纠错能力。存储器错误阈值的计算是通过那些被认为是最好的方法。
2006-06-13 quant-ph
Ultra-small phase estimation via weak measurement technique with postselection
弱测量是一种新的参数估计技术，具有较高的精度。在本文中，我们发展了一个一般理论的参数估计的弱测量技术的基础上，任意后选择。先前的弱值放大模型和联合弱测量模型是我们理论中的两个特例。应用所发展的理论，从理论和实验两方面对时延估计进行了研究。实验结果表明，在超小时延情况下，联合弱测量方案的性能优于弱值放大方案，不仅对失调误差具有鲁棒性，而且对光学元件的波长依赖性也具有鲁棒性。这些结果与理论预测一致，以前没有任何实验验证。
2016-08-04 physics.optics quant-ph
Interplay between strong and weak measurement: Comparison of three experimental approaches to weak value estimation
弱值传统上使用被测系统和指针状态之间的弱相互作用来获得。然而，已经指出，弱耦合可以被精心定制的强相互作用所取代。本文对两种基于强相互作用的方法（强相互作用伴随着适当准备的指针态或量子擦除）和传统的基于弱相互作用的方法进行了直接比较。提出的理论推导明确证明了这些方法的解析等价性，随后通过在线性光学平台上实施的实验验证了这些方法。我们发现，强相互作用为基础的测量实验要求不高，在这个平台上。
2019-09-21 quant-ph
Two-parameter estimation with three-mode NOON state in a symmetric three-well system
提出了一种利用对称三势阱中的玻色-爱因斯坦凝聚体实现双参数估计的方案。三模式NOON状态被示意性地准备为初始状态。待估计的两个参数是井之间的相位差。这种估计方案的灵敏度进行了研究，通过比较量子和经典的Fisher信息矩阵。因此，我们找到了一个最佳的粒子数测量方法。在最优测量下，该估计方案的精度表现为海森堡标度。
2022-03-11 quant-ph
Efficient Quantum State Estimation by Continuous Weak Measurement and Dynamical Control
我们证明了一个快速，鲁棒和非破坏性的协议量子态估计的基础上连续弱测量存在的一个受控的动力学演化。我们的实验使用光学探测的原子自旋作为测试平台，并成功地重建了一系列的试验状态的~ 90%的结晶度。该程序有望成为研究复杂量子动力学、测试量子硬件的实用诊断工具，并作为新型量子反馈控制的起点。
2006-06-13 quant-ph
Practical sampling schemes for quantum phase estimation
在这项工作中，我们考虑Kitaev的量子相位估计算法的实际实现。我们分析了使用相移，简化了未知相位$φ$的估计中的连续位的估计。通过使用越来越精确的移位，我们将测量的数量减少到每个额外的位只需要单个测量的程度。这产生了一种算法，该算法可以使用$N_ε + m$测量以至少$1-ε$的概率将$φ$估计到$2^{-(m+2)}$的精度，其中$N_ε$是仅取决于$ε$和特定采样算法的常数。我们提出了不同的采样算法和研究的确切数量的测量需要通过仔细的数值评估，并提供理论界和数值为$N_ε$。
2019-02-28 quant-ph
On-line Quantum State Estimation Using Continuous Weak Measurement and Compressed Sensing
提出一种基于连续弱测量、压缩感知与优化算法的在线量子系统估计协议，通过探针系统间接获取待估计系统的时变测量算符，减少测量次数并提升效率，为闭环量子反馈控制提供了新方案。
2018-08-30 quant-ph
Simultaneous estimation of relative phase and coherence in astronomical interferometry
Henan Normal University（河南师范大学）；Nanchang Hangkong University（南昌航空大学）；Capital Normal University（首都师范大学）
研究天文干涉测量中相对相位和相干性的同时估计，基于直接干涉测量与连续变量量子隐形传态方案，发现直接干涉测量方案量子克拉美罗界更低，确定外差检测为近最优测量方案，还分析了不同方案在不同基线的精度表现。
2026-07-28 quant-ph
Estimation of the set of states obtained in particle number measurement schemes
本研究针对双模纠缠高斯态单模粒子数测量产生的非高斯态集合展开分析，明确其依赖的两类参数的作用，并筛选出在产生概率与非高斯性幅度上表现最优的态。
2024-07-01 quant-ph
Improving the estimation of the environment parameters via a two-qubit scheme
本文提出一种双量子比特方案，通过与共同谐振子环境耦合引入附加因子，利用量子Fisher信息显著提升了截止频率、耦合强度和温度等环境参数的估计精度，在超欧姆环境中可将精度提升数个数量级。
2023-05-20 quant-ph
Weak measurement effect on optimal estimation with lower and upper bound on relativistic metrology
我们解决的量子估计的参数编码成初始状态的两个模式的狄拉克场所描述的相对加速的缔约方。利用量子费舍尔信息（QFI），研究了加速观测器前后的弱观测对初始状态权值和相位参数的最优估计的影响.研究QFI，与权重参数$ \vartheta $，我们发现，在最佳估计发生的加速度可以控制由弱测量。此外，它表明，后测量起到量子密钥的作用，表现出的Unruh效应。另一方面，调查的相位估计优化，并假设有没有控制的初始状态，我们表明，弱测量可以利用匹配的最佳$ \vartheta $，其预定值。此外，除了与本地量子不确定性的QFI上的下限的确定，我们揭示了一个重要的上限的相位估计的精度在我们的相对论性的情况下，由最大引导相干（MSC）。我们还得到了一般X态的MSC的一个紧凑的表达式。
2019-08-15 quant-ph
Spin bath narrowing with adaptive parameter estimation
我们提出了一种测量方案，能够实现量子极限的参数估计使用自适应策略，最大限度地减少参数的方差在每一步。我们提出的自适应规则，使该计划对错误的鲁棒性，特别是不完美的读数，一个关键的要求，扩展自适应方案从量子光学固态传感器。由于固态电子自旋（例如金刚石中的氮空位中心）的单次读出能力的最新进展，该方案也可以应用于估计与传感器自旋耦合的旋转浴的极化。反过来，测量过程降低了旋转浴的熵，导致传感器旋转的相干时间更长。
2012-03-07 quant-ph
On the estimation of interaction parameters in weak measurements
由于已知弱测量产生的测量值可以远大于所测量的可观测值的最大本征值，因此有趣的问题是测量信号的这种增强如何与量子精密测量领域中研究的量子测量的灵敏度相关。在本文中，指出使用弱测量来估计小的相互作用参数实际上对应于标准量子精密测量，其中最终测量概率的对数导数与对应的弱值成比例。一般弱测量形式主义的分析表明，极端弱的值不提高灵敏度。相反，具有实弱值的所有最终测量具有与特征值的最终测量相同的灵敏度。这一结果支持了这样的观点，即实弱值可以被解释为量子可观测的精确的、零不确定性的估计，尽管它们偏离了相应算子的本征值。
2010-12-01 quant-ph
Real-time parameter estimation for two-qubit systems based on hybrid control
针对含自发辐射的双量子比特ZZ耦合系统，提出基于量子跳跃检测的反馈控制和混合控制方案以提高耦合系数估计精度，并结合贝叶斯估计与自适应测量验证了方案有效性。
2024-01-07 quant-ph
Preparing Dicke states in a spin ensemble using phase estimation
我们提出了一个Dicke态制备方案，它使用全局控制的$N$自旋量子比特：我们的计划是基于标准的相位估计算法，估计的特征值的幺正算子。该方案通过使用$\ceil*{\log_2 N} + 1$辅助量子比特测量经由$ZZ$相互作用将自旋集体耦合到辅助量子比特来非确定性地准备迪克状态。如果系综中的自旋用于磁传感，则这种Dicke态的制备可能是有用的：我们讨论了使用位于金刚石氮空位（NV）中心的电子自旋系综耦合到单个超导通量量子位的可能实现。我们还分析了噪声的影响和我们的计划的局限性。
2021-09-10 quant-ph
Tensorial characterization and quantum estimation of weakly entangled qubits
在两个量子比特的情况下，像线性熵这样的标准纠缠单调函数在弱纠缠状态下无法提供有效的量子估计。本文提出了一种更有效的纠缠估计方法，即利用一类新的纠缠单调函数。根据量子力学的几何公式，这些纠缠单调性由SU（2）xSU（2）群的二分量子比特轨道上的不变张量场的内积定义。
2012-02-14 math-ph math.MP quant-ph
Quantum-enhanced weak absorption estimation with correlated photons
针对传统吸收光谱在弱吸收估计中受散粒噪声局限的问题，提出关联光子开关测量策略，可单光子水平估计弱吸收且噪声环境下精度媲美传统1000光子方案，为脆弱系统弱吸收探测提供光损伤规避新方法。
2025-04-16 quant-ph
Machine learning of measurement schemes for efficient quantum observable estimation
University of Toronto（多伦多大学）；Vector Institute for Artificial Intelligence（向量人工智能研究所）；National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)（产业技术综合研究所）；Keio University（庆应义塾大学）
针对量子可观测量估计这一关键且受限的任务，提出用机器学习技术直接从可观测量学习测量方案的框架，具体实现C-LBCS，经数值验证其在分子系统上优于现有方法，为大量子系统可观测量估计开辟新途径。
2026-07-10 quant-ph
Optimal estimation of parameters encoded in coherent states quadratures
在多参数量子估计理论的背景下，我们调查的线性计划的建设，以推断两个经典的参数，编码在两个量子相干态的求积。在能量约束条件下，当量子Cramér-Rao界饱和时，证明了建立在两个相位共轭相干态上的方案的最优性.在一个更一般的设置，我们考虑和分析各种$n$模式的计划，可用于编码$n$经典参数到$n$量子相干态，然后估计所有参数最佳和同时。
2019-10-14 quant-ph
Experimental demonstration of coherent state estimation with minimal disturbance
我们调查的最佳折衷之间的信息获得一个未知的相干态和状态的测量过程中所造成的干扰。我们提出了几个光学方案，可以使这项任务，我们实现其中之一，一个方案，它只依赖于线性光学和零差检测。实验上，我们达到了接近最佳的性能，仅受检测效率低下的限制。此外，我们表明，这样的计划可以用来提高一类噪声信道的传输保真度。
2006-02-20 quant-ph
Direct estimation of minimum gate fidelity
随着当前对构建量子计算机的兴趣，强烈需要精确且有效地表征量子门实现中的噪声。量子门性能的关键量度是最小门保真度，即，门的保真度，在所有输入状态下最小化。传统上，最小保真度的估计，首先准确地重建全门过程矩阵使用量子过程层析成像（QPT）的实验过程。然后，进行数值最小化以找到最小保真度。然而，众所周知，QPT是昂贵的，如果目标只是估计一个数字，我们可能会做得更好。在这项工作中，我们提出了一个混合的数值实验计划，采用数值无梯度最小化（GFM）和实验目标保真度估计过程直接估计的最小保真度，而无需重建的过程矩阵。我们比较这一替代方案，称为QPT保真度估计，不使用QPT，但直接采用最小的门保真度作为终止标准。因此，这两种方法都可以被认为是直接估计方案。一般的理论界建议一个显着的资源节约GFM计划QPT保真度估计，然而，特定类别的噪声的数值模拟表明，这两种方案具有相似的性能，提醒我们需要谨慎使用一般的界限时，具体的例子。然而，GFM计划，提出了未来的资源成本的改善潜力，甚至更有效的GFM算法的发展。
2020-08-19 quant-ph
Adaptive phase estimation is more accurate than non-adaptive phase estimation for continuous beams of light
我们考虑的任务，估计随机波动的相位的连续波光束。使用量子参数估计的理论，我们表明，这可以更准确地做到这一点时，使用反馈（自适应相位估计）比任何计划不涉及反馈（非自适应相位估计），其中光束测量，因为它到达检测器。这种不涉及反馈的方案包括所有基于外差检测或瞬时正则相位测量的方案。我们还表明，优越的精度自适应相位估计是目前的制度有利于观察它的实验。
2004-05-13 quant-ph
Extending the dynamic range in quantum frequency estimation with sequential weak measurements
California Institute of Technology（加州理工学院）；Racah Institute of Physics, The Hebrew University of Jerusalem（耶路撒冷希伯来大学拉卡物理研究所）
研究在光学原子钟中，通过辅助量子比特弱测量扩展量子频率估计动态范围及克服相位滑移噪声的方案，利用相干自旋态找到最优弱测量协议，结合弱测量与投影测量构建协议，优于此前方法。
2026-07-21 quant-ph
Ghost imaging as loss estimation: Quantum versus classical schemes
频率相关是一个通用的和强大的工具，可以利用它来执行直接测量可能是不可行的对象的频谱分析。这是通过所谓的幽灵光谱仪实现的，它可以用量子和经典资源来实现。虽然这两种选择都有一些已知的优点，但尚未对其可扩展性进行分析。在这里，我们报告之间的量子和经典鬼谱仪的对比。我们利用频率纠缠光子对来估计带通滤波器的透射率。我们的研究结果表明，一个量子优势是可以实现的，取决于透射率的值和分析的频率模式的数量。
2022-01-06 physics.optics quant-ph
