Reviving the precision of multiple entangled probes in an open system by simple $π$-pulse sequences
纠缠态的量子精密测量在实际噪声环境中总是会受到退相干的影响。因此，测量精度大大降低。在这里，我们应用动态解耦方法来保护$N$ -量子比特量子精密测量协议，并成功地恢复了测量精度的缩放为${N^{-k}}$与$k\in \left[{5/6,11/12}\right]$。由噪声谱分布确定的精度恢复程度表明，通过控制噪声谱可以进一步提高被保护协议的性能。这种保护协议在纯退相和弛豫噪声下对基于纠缠的量子精密测量具有普遍性，这将促进微观物理弱信号检测实用量子精密测量的发展。
2016-10-27 quant-ph
Attaining the ultimate precision limit in quantum state estimation
本文给出了有限维量子系统状态估计精度的一个界，并证明了它在谱非简并的一般情况下的可达性。我们的结果下，称为局部渐近协方差，这是弱于无偏性或局部无偏性的假设。推导是基于对估计的偏离参数的真实值的极限分布的分析，并利用量子局部渐近正态性，一个有用的渐近表征相同的准备状态的高斯状态。我们首先证明了我们的结果的均方误差的一类特殊的模型，称为D-不变的，然后将结果扩展到任意模型，通用成本函数，和全局状态估计，其中未知参数不限于局部邻域的真值。该扩展包括对干扰参数的处理，即实验者不感兴趣但仍然影响估计精度的参数。作为一般方法的一个例子，我们提供了最佳的估计策略的联合测量的两个量子比特可观的，在振幅阻尼噪声的存在下的量子比特状态的估计，和嘈杂的多相估计。
2019-05-08 math-ph math.MP quant-ph
Long-range interacting Stark many-body probes with Super-Heisenberg precision
本文研究长程相互作用与填充因子对 Stark 多体探针测量弱梯度场的影响，揭示相互作用范围对局域化和灵敏度的非单调作用，并证明扩展相可实现超海森堡精度。
2023-11-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Finding the optimal probe state for multiparameter quantum metrology using conic programming
本文提出锥规划框架来确定多参数量子信道估计的最优探针态，涵盖Holevo-Nagaoka界和紧精度界，并分析了最大纠缠探针态的最优性及其在场传感问题中的应用。
2024-01-26 quant-ph
Ultimate precision of joint quadrature parameter estimation with a Gaussian probe
Holevo Cramér Rao界是状态参数估计的均方误差之和的下界。我们提供了一种方法来计算Holevo-Cramér-Rao界的正交平均参数的高斯状态的估计制定的问题作为一个半定规划。在这种情况下，界限是紧的;它是通过纯粹的高斯测量获得的。我们考虑一个对称双模压缩热态的例子，其中一个模经历一个未知的位移。我们计算的Holevo Cramér-Rao界联合估计的共轭参数为这个位移。最佳测量是不同的，取决于状态是纠缠的还是可分离的。
2018-01-19 quant-ph
Estimating the Unruh effect via entangled many-body probes
研究了基于纠缠多体Unruh-DeWitt探测器的量子精密测量方案中的参数估计问题。研究发现，通过初始状态的准备和参数的选择，可以提高Unruh效应的估计精度。结果表明，在估计的Unruh温度的多体探针计量的精度总是优于两个探针策略的精度。鲍勃探测器的适当加速度以及加速度探测器与外场的相互作用对Unruh效应的估计精度有重要影响。此外，我们还发现在初始态中激发原子数较多的情况下制备的探测态比激发原子数较少的情况下制备的探测态具有更好的性能。然而，与Unruh温度的估计不同，加速探测器的有效耦合参数的估计需要更多的总原子，但较少的激发原子的估计。
2020-01-22 gr-qc quant-ph
Squeezed vacuum as a universal quantum probe
我们解决了高斯态探测的双线性哈密顿量的局域量子估计。我们评估了相关的量子费舍尔信息（QFI），并推导出最终的精度上界。在最大化QFI后，我们发现单模和双模压缩真空代表了一类最优和普遍的探测态，在探测器的总能量方面达到了所谓的海森堡极限。我们明确地获得了最佳的可观测的对称对数导数的基础上，还发现零差检测辅助贝叶斯分析可以实现估计的压缩与接近最佳的灵敏度在任何工作制度。此外，通过与全局优化测量结果的比较，我们发现高斯态是有效的资源，它允许使用当前技术可行的测量方案实现量子力学施加的最终精度。
2008-09-28 quant-ph
Coherent measurements in quantum metrology
众所周知，量子关联探测器在估计未知参数时比经典探测器具有更高的精度。然而，如何测量这样的量子探针仍然有些难以捉摸。我们通过考虑两种类型的读出策略来研究测量在量子精密测量中的作用：相干的，其中所有探针在纠缠的基础上同时测量;和自适应的，其中探针顺序测量，每个测量都以先前的结果为条件。在这里，我们首先表明，对于经典相关的探针的两个读出策略产生相同的精度。其次，我们构建了一个有噪声的多体量子系统的例子，其中相干读出产生比自适应读出更好的精度。这突出了经典和量子参数估计之间的根本区别。从实用的角度来看，我们的研究结果是相关的精确测量量子器件的优化设计。
2015-02-19 quant-ph
Quantum sensing enhanced by adaptive periodic quantum control
使用单个量子探针来感测其他量子对象提供了明显的优势，但受到一些限制，这些限制可能会严重降低感测精度，特别是当探针-目标耦合较弱时。在这里，我们提出了一种策略，以提高传感精度，通过使用量子探针工程的目标的演变。我们考虑了一个精确可解的模型，在这个模型中，一个量子比特被用作探测谐振子频率的探针。通过对量子比特施加自适应周期量子控制，可以将传感精度从总时间成本为T的1/T尺度提高到1/T^{2}尺度，从而将精度提高了几个数量级。这种改进可以在没有任何直接接近振荡器的情况下实现，并且改进随着探针-目标耦合的减小而增加。这为弱耦合量子物体的超灵敏量子传感提供了一种有用的方法。
2018-07-07 quant-ph
Stark localization as a resource for weak-field sensing with super-Heisenberg precision
本文提出利用斯塔克局域化系统作为弱梯度场量子传感探针，在扩展相实现超海森堡精度，并分析了局域化相、热涨落及多粒子相互作用对精度标度的影响。
2023-07-10 cond-mat.str-el quant-ph
Precision limit under weak coupling with an ancillary qubit
School of Physics, Zhejiang University（浙江大学物理学院）
通过弱耦合和辅助量子比特的无条件测量，实现自旋集体的相位灵敏度接近海森堡极限，展现与探测器大小成二次关系的量子 Fisher 信息标度。
2026-07-23 quant-ph
Usefulness of Quantum Entanglement for Enhancing Precision in Frequency Estimation
本文研究固定资源下频率估计中量子纠缠的精度优势，提出逐步增加传感时间的时间自适应策略，证明其可改善误差标度并使独立探针与最大纠缠探针性能等效。
2024-12-04 quant-ph
Quantum error correction for multiparameter metrology
本文提出利用量子纠错将多参数传感中除目标参数外的未知参数视为可纠正噪声，使GHZ探针恢复单参数情形下的最优量子增强精度，并通过多个互补GHZ探针恢复海森堡标度。
2025-11-06 quant-ph
Quantum probes for universal gravity corrections
我们解决的最小长度估计所产生的引力理论。特别是，我们提供的精度和评估使用量子探针，以提高估计性能的界限。首先，我们回顾了最小长度的概念，并展示了它如何导致出现在任何量子系统的哈密顿量中的微扰项，该微扰项与依赖于最小长度的参数成比例。然后，我们系统地研究了这种扰动对几个1维系统的不同状态的准备的影响，我们评估的量子费舍尔信息，以找到最终的界限，任何估计程序的精度。最后，我们调查的维度的作用，通过分析使用二维方阱和谐振子系统探测的最小长度。我们的研究结果表明，量子探针是方便的资源，提供潜在的精度提高。此外，我们的研究结果提供了一套指导方针，设计可能的未来实验，以检测最小长度。
2020-02-24 quant-ph
Optimal quantum precision in noise estimation: Is entanglement necessary?
Harish-Chandra Research Institute, A CI of Homi Bhabha National Institute（哈拉·钱德拉研究所，霍米·巴巴国立学院下属机构）
研究探讨了在估计向量编码过程中噪声参数时，最优探测器是否需要纠缠，发现当噪声强度增加时，最优探测器的纠缠度呈现阶梯状变化，且在高噪声情况下全产品态是最优选择。
2025-07-30 quant-ph
Global sensing and its impact for quantum many-body probes with criticality
量子传感是体现量子技术优越性的关键领域之一。尽管如此，大多数量子传感协议仅在未知参数在非常窄的区域内变化时才有效地操作，即，局部感知在这里，我们提供了一个系统的配方，用于量化的多参数的全球传感探头的精度时，没有先验信息的参数。在多体探测器中，存在额外的可调参数，我们的协议可以调整性能，利用量子临界在任意大的传感间隔。对于单参数传感，我们的协议优化了控制字段，使伊辛探针被调谐到始终围绕其临界状态运行。这显著提高了探头的性能，即使当感兴趣的间隔很大，精度受到标准限值的限制。对于多参数的情况下，我们的协议优化的控制字段，使探头沿其临界线在最有效的点操作。有趣的是，对于伊辛探针，它主要由纵向场决定。最后，我们表明，即使是一个简单的磁化测量显着受益于我们的优化和适度提供理论精度。
2021-02-07 quant-ph
Ultimate precision of multi-parameter quantum magnetometry under the parallel scheme
磁场的精确测量是量子精密测量中最基本、最重要的任务之一。尽管在过去的几十年里，人们对量子磁测量进行了广泛的研究，但在并行方案下，利用纠缠探测态估计磁场的所有三个分量的最终精度仍然是未知的。在这里，我们提出了最终的下限任意加权方差的总和在并行计划下的所有三个分量的磁场的估计，并表明，这个下限可以实现足够大的N。并构造了达到最终精度的最优纠缠探测态。所获得的精度为并行方案下的多参数量子磁测量设定了极限，这在量子精密测量中具有根本的兴趣和重要性。我们的方法还提供了一种方法来表征的多个参数的精度之间的权衡，所产生的探针状态的约束。
2020-01-08 quant-ph
Quantum enhanced precision in a collective measurement
我们探讨的作用，$\textit{collective measurements}$的精度估计的一个单一的参数。集体测量由可观测量表示，这些可观测量与探测粒子的所有排列都是可交换的。我们表明，有了这个约束，量子位（量子位）优于经典位（不可叠加位）在优化精度。具体来说，我们证明，虽然在集体测量精度是松散的$O\left(\frac{1}{N}\right)$的$N$经典位，使用量子位，它是紧密的$O\left(\frac{1}{N^2}\right)$。这个界限与量子精密测量协议一致，集体测量需要纠缠探测态饱和。最后，我们构建了一个规范的测量协议，饱和这个界限。
2015-11-26 quant-ph
Ultimate precision: Gaussian parameter estimation in flat and curved spacetime
相对论性量子精密测量提供了一个最佳的策略，在平坦和弯曲的时空量子场编码的参数估计。这些参数通常对应于感兴趣的物理量，例如适当的时间，加速度，重力场强度，以及其他时空参数。这些参数的精确估计可以在重力仪、时空探测器和引力波探测器等方面得到新的应用。以前在这个方向上的工作只考虑纯探测态。然而，在现实情况下，探测状态是混合的。在本文中，我们提供了一个框架内的量子场论的混合单模和双模高斯态的最佳精度范围的计算。这使得估计的时空参数的情况下，场状态最初是在有限的温度。
2017-05-23 quant-ph
Quantum probes for the characterization of nonlinear media
本文研究用压缩量子探针表征非线性介质，证明其可在固定能量下提升非线性耦合与非线性阶数的单独及联合估计精度。
2021-10-18 quant-ph
Precision quantum metrology and nonclassicality in linear and nonlinear detection schemes
我们研究是否超越相干态的分辨率是一个非经典效应。我们发现，这是正确的线性检测计划，但假的非线性计划，并提出了一个非常简单的实验装置来测试it.We发现一个非经典准则来自量子费舍尔信息。
2010-07-01 quant-ph
Precision in estimating independent local fields: attainable bound and indispensability of genuine multiparty entanglement
本研究证明，估计局域哈密顿量的独立场强需真正多体纠缠态作为探针，并给出可达精度下界，GHZ态可达到该界，而混合态和纯乘积态无法达到。
2025-02-25 quant-ph
Quantum metrology including state preparation and readout times
越来越多的人相信，未来十年将出现基于量子物理定律的传感设备，这些设备的性能将超过我们目前的一些传感设备。例如，在频率估计中，与在可分离状态下制备的探针相比，使用在纠缠状态下制备的探针原则上可以导致精度增益。即使在存在某些形式的退相干的情况下，已经表明，精度增益可以随着探针粒子$N$的数量而增加。然而，通常情况下，纠缠态和可分离态的制备和读出时间被假定为可以忽略不计。我们发现，只有当纠缠态的制备和读出时间低于一定的阈值时，处于最大纠缠态（GHZ）的探测器才能比可分离态具有优势。当探针系统遭受失相时，该阈值比隔离探针的阈值低得多（并且更难以达到）。此外，我们发现，在现实的情况下，最大纠缠探针提供了一个精确的优势，只有一些有限数量的探针粒子$N_\text{cutoff}$，这是较低的退相探针比它是一个孤立的探针。
2016-11-16 quant-ph
Sequential measurements thermometry with quantum many-body probes
本文提出利用计算基下单量子比特序贯测量实现多体系统高精度测温，通过使探针不热化，让非平衡动力学持续编码温度信息，从而超越平衡态能量测量的理论精度极限。
2024-03-15 cond-mat.str-el quant-ph
Enhanced super-Heisenberg scaling precision by nonlinear coupling and postselection
该研究针对二次非线性耦合测量，证明仅利用前选择与后选择技术而无需探针纠缠，即可将计量精度标度从1/N^(3/2)提升至1/N^2。
2023-08-16 quant-ph
High-precision estimation of the parameters in the reservoir via the two-level system
提出了一种利用二能级原子系统高精度估计系统参数、环境参数、失谐量、温度和压缩强度的方案。利用量子费舍尔信息估计压缩强度还未见报道。通过计算量子费舍尔信息和保真度，发现纠缠态和最佳叠加态有利于单比特探测的参数估计。通过双量子位探针可以提高原子初态和终态之间的保真度。此外，当估计失谐或温度时，出现量子费舍尔信息返回的现象。我们的工作为精密测量技术和量子信息处理提供了基础。
2021-05-06 quant-ph
Information flow-enhanced precision in collisional quantum thermometry
本研究提出一种多层碰撞模型的量子温度计，通过调节信息流提升温度测量精度，并揭示其背后的信信息论机制。
2025-11-28 quant-ph
Improving the precision of frequency estimation via long-time coherences
在过去的几年中，已经制定了几种估计策略，以最精确的方式确定未知参数的值，同时考虑到噪声的存在。这些策略通常依赖于在感测探针之间使用量子纠缠，并且它们已经被证明在探针数量的渐近极限中是最优的，只要在越来越短的时间尺度上执行测量。在这里，我们提出了一种不同的方法来频率估计，它利用量子相干性在每个传感粒子的状态在很长的时间限制，并通过适当的工程环境。通过一个常用的主方程，我们表明，我们的策略可以克服有限数量的探针与基于纠缠的策略实现的精度。我们讨论了一个可能的实施方案，在一个现实的设置，使用捕获的离子作为量子传感器。
2018-08-10 quant-ph
Improved thermometry of low-temperature quantum systems by a ring-structure probe
样品的测温精度是一个既有基础又有技术重要性的问题。在本文中，我们考虑了一个环状结构系统作为我们的探针来估计浴的温度。从探针的马尔可夫主方程出发，计算了探针在任意时刻的量子费舍尔信息。结果表明，在热平衡测温中，铁磁结构探头比非结构探头能更准确地测量较低的熔池温度。而在动态测温中，反铁磁结构会使探针在动态过程中的QFI远大于与熔池平衡时的QFI，这与人们的直觉有些矛盾。此外，在反铁磁结构情况下实现的最佳测温精度可以比在非结构情况下高得多。本文给出了上述现象的物理机制。
2015-10-26 quant-ph
Enhanced precision bound of low-temperature quantum thermometry via dynamical control
高精度低温测温是实验量子物理和量子传感面临的一个挑战。在这里，我们考虑一个温度计建模的动态控制的多级量子探针与浴。量子探针能级间距周期性调制形式的动态控制可以通过最大化相关的量子费舍尔信息来显著提高低温估计的最大精度范围。与传统量子测温法中低温下发散的相对误差界限相反，探针的周期性调制允许具有温度无关的相对误差界限的低温测温法。所提出的方法可以找到与凝聚态和超冷气体中的多体量子系统的温度的精确探测相关的各种应用，以及在温度测量之外的量子精密测量的不同分支中，例如在多体量子临界系统中的不同哈密顿参数的精确探测中。
2019-12-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum thermometry for ultralow temperatures using probe and ancilla qubit chains
提出探针量子比特耦合辅助量子比特链的超低温测温方案，利用 Heisenberg XX 与 DM 相互作用并通过 QFI 表征精度，证明可由辅助比特数和模型参数调控测温量程、精度界限及 QFI 峰数。
2025-02-18 quant-ph
Frequency estimation under non-Markovian spatially correlated quantum noise: Restoring superclassical precision scaling
研究了时空相关非经典噪声背景下纠缠增强的Ramsey干涉术的估计精度。我们的分析依赖于一个精确的表达式的减少密度矩阵的量子位探针下一般的零均值高斯平稳移相，这是建立通过累积量扩展技术，并可能是独立的兴趣在非马尔可夫开放动力学的背景下。通过继续和扩展我们以前的工作[Beaudoin等人，Phys. Rev. A 98，020102（R）（2018）]，我们分析了量子位探针与其环境之间的非集体耦合机制的影响，重点关注两种限制性场景，其中耦合可能仅采用两个或连续的可能值。在典型的情况下，自旋玻色子退相噪声从热环境中，我们发现，它是可以抑制，平均而言，空间相关性的影响，通过随机化的位置的探针，只要足够的配置被采样的噪声相关性是负的。结果，超经典精确标度渐近恢复初始纠缠态，包括实验上可达到的单轴自旋压缩态。
2022-11-01 quant-ph
Optimal strategies for transient and equilibrium quantum thermometry using Gaussian and non-Gaussian probes
本文提出利用高斯与非高斯探测态进行量子热计量，发现非高斯态在暂态中能提升估计速度，两模纠缠态在早期可获取温度信息，而两模 squeezed 热态在平衡态中表现更优。
2025-10-24 quant-ph
Quantum precision thermometry with weak measurement
随着对温度敏感的电子设备的小型化迅速发展，用更小的探针感测温度比以往任何时候都更重要。因此，量子力学测温方案预计将对未来的技术进步至关重要。提出了一种利用有限维探针弱测量方案测量熔池温度的新方法。本方案提供的精度不仅显示出与通常的基于量子费舍尔信息的测温协议类似的定性特征，而且还允许通过明智地选择后选择测量来灵活地设置最佳测温窗口。
2020-06-16 cond-mat.stat-mech quant-ph
Entanglement-Constrained Quantum Metrology: Rapid Low-Entanglement Gains, Tapered High-Level Growth
Harish-Chandra Research Institute, A CI of Homi Bhabha National Institute（哈里什-昌德拉研究所，霍米·巴巴国立学院成员单位）
该研究探讨了在纠缠受限条件下，通过优化量子 Fisher 信息实现参数估计的精度提升，发现低纠缠区域的快速增益和高阶纠缠下的渐进改善。
2025-07-04 quant-ph
Quantum Enhanced Precision Estimation of Transmission with Bright Squeezed Light
压缩光使测量灵敏度超过量子噪声极限（QNL），用于光谱学、引力波探测、磁力测量和成像等光学技术。测量的精度-通过重复估计的方差来量化-也已经使用压缩光来增强超过QNL。然而，亚QNL灵敏度不足以实现亚QNL精度。此外，在估计传输中的子QNL精度的演示已被限制在探测功率的皮瓦。在这里，我们展示了同时增强的精度和灵敏度超出QNL估计调制传输与0.2 mW的平均（25 W峰值）功率，这是8个数量级以上的功率限制以前的子QNL精度测量传输的压缩幅度探头。我们的方法使测量与当前经典技术的光功率竞争，但同时提高了精度和灵敏度，超出了经典的限制。
2021-02-24 physics.optics quant-ph
Quantum discord determines the interferometric power of quantum states
量子精密测量利用量子力学定律来提高估计技术相关参数（例如相位、频率或磁场）的精度。探测器状态通常根据其参数正在被估计的特定动态来定制。在这里，我们考虑一个新的框架，量子估计进行干涉配置，使用二分探针状态时，只有生成的哈密顿量的频谱是已知的。我们引入了一个图的计划，给出了最坏情况下的精度在所有合适的哈密顿量，并证明了它的金额正好是一个可计算的测量输入探针的不和谐型量子相关。我们补充我们的理论结果与计量实验，实现了在一个高度可控的室温核磁共振设置，这提供了一个概念验证的演示的有用性不和谐的传感应用。不一致的探针，以保证非零精度的估计过程中，不同的生成哈密顿，而经典相关的探针是无法完成的估计在最坏的情况下设置。这项工作为一般量子相关性建立了严格而直接的操作解释，揭示了它们在量子技术中的潜力。
2014-05-28 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Ultimate precision of joint parameter estimation under noisy Gaussian environment
多参数量子估计理论的主要问题是找到一个超越标准量子极限的最终测量方案，每个准经典估计测量都受到标准量子极限的限制。虽然，在一些没有环境噪声的特定量子协议中，多参数量子估计的最终灵敏度可以超过标准量子极限。然而，由于环境波动的不可避免的存在，噪声的存在限制了精度的提高。在这里，我们讨论了高斯量子资源的使用背后的动机，以及它们在现实噪声下达到标准量子极限的优势。在这种情况下，我们的工作的目的是探索精度的最终限制，同时估计的一对参数，其特征在于位移通道作用于高斯探针和开放的动态。更准确地说，我们专注于一个一般的双模混合压缩位移热态，在减少它的各种高斯探测状态，如：双模纯压缩真空，双模纯位移真空，双模混合位移热，双模混合压缩热。为了研究最终的估计精度，我们评估了HCRB在各种情况下的上界和下界。我们发现，当双模纯压缩真空和双模混合压缩热纠缠态作为探测态时，HCRB的上、下界在噪声环境下都超过了标准量子极限.
2022-03-18 quant-ph
Fundamental noisy multiparameter quantum bounds
量子多参数估计涉及同时估计多个参数，并且可以比单独估计它们更精确。我们在这里的兴趣是确定基本的量子限制，可实现的多参数估计精度存在噪声。我们提出了一个下界的估计误差协方差的噪声初始探测状态通过无噪声量子信道演变。然后，我们提出了一个下界的估计误差协方差在最一般的形式，通过一个嘈杂的量子信道的嘈杂的初始探测状态演变。我们显示的条件和相应的测量，以达到这些估计精度限制的噪声系统。我们看到，即使在存在噪声的情况下，也可以利用包括$N$粒子的探针来实现$1/N$的海森堡精确标度。事实上，初始探测状态或量子信道中的一些噪声可以用作特征而不是缺陷，因为在初始状态或信道中存在噪声的情况下可实现的估计精度缩放在某些情况下在初始状态或信道中不存在噪声的情况下是不可能的。然而，大量噪声损害了利用$N$并行资源可实现的量子优势，并且允许$1/\sqrt{N}$的最佳精度缩放。此外，海森堡精度限制可以击败与信道中的噪声，我们提出了一个超海森堡精度限制与缩放的$1/N^2$的最佳量的信道中的噪声，其特征在于单粒子演化算子。此外，对于有噪声的信道使用$γ$ -粒子演化算子，其中$γ>1$，可获得的最佳精度缩放是$1/N^{2γ}$，否则已知其仅可能使用用于无噪声信道的$2γ$ -粒子演化算子。
2018-12-17 math.OC quant-ph
Resources for bosonic metrology: quantum-enhanced precision from a superselection rule perspective
Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques（材料与量子现象实验室）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）
本文提出一个统一的量子计量框架，通过超选择规则视角揭示玻色系统中模式和粒子纠缠对量子增强精度的不同作用，并提供通用测量优化策略和实际应用方法。
2025-11-13 quant-ph
Multiparameter estimation with position-momentum correlated Gaussian probes
Universidade Federal do Piauí（皮奥伊联邦大学）；Universidade Federal do ABC（ABC联邦大学）；University of Gdańsk（格但斯克大学）
本文研究了在同时估计位置-动量相关性及环境温度时，利用高斯探针相关性提升测量精度的方法与理论界限。
2026-02-18 quant-ph
Simultaneous multiple angular displacement estimation precision enhanced by the intramode correlation
角位移估计是量子参数估计的一个重要分支。然而，目前的研究大多集中在单角位移估计上，而理想情况和噪声情况下的多角位移估计仍然是一个难题。本文研究了基于轨道角动量（OAM）的同时多个角位移估计，并以（d + 1）模NOON类态作为探测态.通过揭示探测态模内关联的作用，这使我们能够对相应的量子Cramer-Rao束缚（QCRB）行为给出合理的解释。我们的分析表明，多重角位移估计的QCRB总是与模内关联正相关，特别是对于多模纠缠压缩真空态，与另一种探测态相比表现出最好的性能。更重要的是，可以通过增加OAM量子数来增强多个角位移估计系统的鲁棒性。
2022-10-30 quant-ph
Nonlinearity-enhanced quantum sensing in Stark probes
该研究探究Stark探针的量子传感能力，发现其对非线性梯度场的估计可实现随非线性度线性增长的超海森堡标度精度，且该普适关系在单粒子与多体系统、单参数与多参数估计中均成立，实验可行测量可达理论精度界，纳入制备时间仍可实现量子增强灵敏度。
2025-01-10 cond-mat.str-el quant-ph
Scaling Enhancement in Quantum Metrology via Indefinite-Time-Direction Encoding
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；The University of Hong Kong（香港大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）
研究通过不定时间方向编码实现量子计量精度极限的非线性标度增强，将可控非对易编码操作转化为计量增益，并在量子光学系统角旋转测量实验中验证，不依赖探测端信息资源，为超越传统精度极限提供实用框架和新见解。
2026-07-28 quant-ph
Force sensors with precision beyond the standard quantum limit
我们提出了力传感协议，使用线性离子链，可以操作超过量子标准限制。我们表明，通过使用由各种自旋玻色子模型代表的量子探针，可以非常有效地检测与运动陷阱频率非共振的振荡力。我们证明了由Dicke模型描述的量子探针的时间演化可以映射到非线性Ramsey干涉术上，该干涉术允许简单地通过测量集体自旋布居来检测远失谐力。此外，我们还证明了用初始自旋关联态代替运动纠缠态可以使测量不确定度达到海森堡极限。传感技术的一个重要优点是其对热致失相的自然鲁棒性，这延长了测量协议的相干时间。此外，我们还介绍了利用强自旋-声子耦合来改善力估计的传感方案。结果表明，对于量子拉比模型所代表的量子探针，其力灵敏度可以超过简谐振子作为力传感器的力灵敏度。
2016-06-23 quant-ph
Current cross-correlations as probes for poor man's Majorana states
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）；Aalto University（阿尔托大学）；Aix Marseille Univ, Université de Toulon, CNRS, CPT, Marseille, France（法国马赛艾克斯-马赛大学、土伦大学、法国国家科学研究中心、CPT）
研究利用含三个量子点的最小基塔耶夫链模拟拓扑超导体，引入电流 - 电流相关性框架验证准马约拉纳态的非局域性，发现其特征在最佳点周围稳定，强调该测量对验证相关态非局域性的重要性。
2026-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Bath-Induced Correlations Enhance Thermometry Precision at Low Temperatures
我们研究了冷玻色子浴的温度估计浴诱导的相关性的作用。我们的协议包括多个探针，这些探针不相互作用，它们最初也不相互关联。它们与玻色子样品相互作用并达到非热稳态，测量该稳态以估计样品的温度。众所周知，在稳定状态下，这种不相互作用的探针可能会相互关联，甚至纠缠。然而，这些相关性在计量学中的影响尚未得到深入研究。在这里，我们研究它们的作用，冷玻色子气体的测温，并表明，虽然是经典的，浴引起的相关性可以导致显着提高测温精度。这种改进在低温下尤其重要，因为在低温下实现高精度温度测量是特别苛刻的。所提出的测温方案不需要任何精确的动态控制的探头和调整的参数，是强大的噪声在初始准备，因为它是建立在系统的自然耗散动力学所产生的稳态。因此，我们的研究结果提出了新的可能性，在低温下，相关的，例如，在冷气体和玻色-爱因斯坦凝聚体的测温。
2022-01-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
Enhanced estimation of loss in the presence of Kerr nonlinearity
我们解决的耗散玻色子信道的表征，并表明高斯探针（相干或压缩）的损失率的估计，提高克尔非线性的存在。特别地，对于短的相互作用时间，即对于中等大小的介质，例如生物样品，精确度的增强可能是实质性的。我们详细分析了量子费舍尔信息（QFI）的行为，并确定的非线性最大化的QFI作为相互作用时间和输入信号的参数的函数的值。我们还讨论了光子计数和正交测量可实现的精度，并提出了额外的结果截断，少光子，探测信号。最后，我们讨论了精度提高的起源，表明它不能定量地连接到相互作用的探针信号的非高斯性。
2016-02-24 quant-ph
Heisenberg-scaling measurement of the single-photon Kerr non-linearity using mixed states
提高测量精度是一项重大的科学挑战。挑战是双重的：第一，克服在给定固定量的资源N的情况下限制精度的噪声，第二，提高超过标准量子极限（SQL）1/ \sqrt{N}的精度的缩放，并最终达到海森堡缩放（HS）1/N。在这里，我们提出并实验实现了一个新的计划，精密测量。我们的方案是基于一个探针在一个混合状态下具有很大的不确定性，结合后选择的一个额外的纯系统，这样的精度估计的探针和系统之间的耦合强度提高。我们使用HS对单光子的克尔非线性进行了测量，其中以前所未有的约3.6* 10 ^{-10} rad的精度观察到约6 * 10 ^{-8} rad的超小克尔相位。此外，我们的方案利用虚弱值，克尔非线性导致的移动的平均光子数的探针，因此，该方案是鲁棒的噪声来自自相位调制。
2018-05-16 physics.optics quant-ph
Cartan Quantum Metrology
该研究针对两量子比特门嘉当分解三参数的联合估计问题，推导了兼具精度最大化、松散度最小化及量子不相容性消除的最优探针态，并分析其性质与抗噪鲁棒性。
2025-02-12 quant-ph
Superposition of causal order as a metrological resource for quantum thermometry
我们提出了一种新的方法，量子位测温使用量子开关，引入了一个不确定的因果顺序的探针浴相互作用，显着提高测温精度。与先前研究的最佳量子位探针相比，所得到的量子位探针在低温和高温下都显示出更高的精度。它甚至比谐振子探针的性能更好，尽管它只有两个能级，而不是像谐振子那样有无限多个能级。因此，我们明确地表明，量子资源，如量子开关，可以显着改善平衡测温。我们还导出了一种新的形式的热力学不确定性关系，更紧密，并依赖于能隙的探头。目前的工作可能铺平了道路，使用不确定的因果顺序作为一个可追溯的资源。
2018-12-18 quant-ph
Negativity as the Entanglement Measure to Probe the Kondo Regime in the Spin-Chain Kondo Model
我们研究了自旋链一端的杂质与自旋块的纠缠，利用负性作为纠缠的真实度量来表征自旋链Kondo模型中无隙Kondo区的独特特征。对于这个自旋链在近藤制度，我们确定-与真正的纠缠措施-的近藤屏蔽云的空间范围，我们提出了一个animals为它的基态，并证明杂质自旋确实是最大限度地纠缠与云。为了更好地证明近藤政权的特殊性，我们进行了一个平行的近藤自旋链模型在带隙二聚化政权的纠缠特性的分析。我们的研究表明，一个真正的纠缠措施源于量子信息理论可以充分表征也非微扰制度访问某些凝聚态系统。
2010-02-24 cond-mat.other cond-mat.str-el quant-ph
Geometric construction of optimal probe states in distributed multiparameter quantum sensing
Shenzhen University（深圳大学）；The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）
本文提出一种几何构造方法，利用生成元本征值向量的最小包围球和椭球，系统设计分布式多参数量子传感中的最优探针态，以最大化总量子Fisher信息并最小化加权协方差。
2026-09-23 quant-ph
Optimal estimation of quantum boundary effect in cosmic string space-time
School of Science, Guiyang University（贵阳大学理学院）
研究宇宙弦存在时对两能级可极化原子动力学的影响（类似反射边界），通过对单个探测原子进行N次测量来估计量子边界效应，给出最优初始态、测量及缩短探测时间等提高精度的方法。
2026-09-22 quant-ph
