Retrieving ideal precision in noisy quantum optical metrology
量子精密测量采用量子效应来获得超过经典物理学中可实现的极限的测量精度。然而，在基于Mech-Zehnder干涉仪的量子精密测量中，由于光子的损失，使得测量精度从理想的Zeno极限（ZL）返回到散粒噪声极限（SNL）。在这里，我们发现，不仅SNL可以被击败，但也可以在长编码时间的条件下，渐近恢复的ZL的光子耗散是在其固有的非马尔可夫的方式进行了研究。我们的分析表明，这是由于光子系统的束缚态的形成及其耗散噪声。研究结果揭示了量子光学计量学中耗散噪声的微观机理，为在油藏工程背景下通过形成束缚态实现超灵敏测量提供了指导。
2019-06-26 quant-ph
Variational Limits for Phase Precision in Linear Quantum Optical Metrology
我们应用变分方法得到了一些噪声系统中参数精度的普遍和解析下界。首先推导了非零温度下有耗光干涉测量中相位精度的下限。在此基础上，考虑了振幅阻尼和相位扩散对相移精度的影响。最后，我们将恒定相位估计推广到连续涨落相位估计的情形，发现由于光子损失，相应的均方误差随着总光子通量的增加从随机海森堡极限过渡到随机标准量子极限。
2015-10-26 quant-ph
Quantum metrology with precision reaching beyond-$1/N$ scaling through $N$-probe entanglement generating interactions
非线性相互作用被认为是量子精密测量的潜在资源，有助于参数估计精度，其尺度为$2^{-N}$的指数海森堡极限。我们探讨了这种非线性，并提出了一种基于$N$ -探针纠缠产生形式的非线性相互作用的关联量子测量方案。该场景提供了具有可调参数$D > 2$的$D^{-N}/(N-1)!$的增强精度缩放。此外，它可以很容易地在各种实验平台上实现，并适用于测量范围广泛的量，包括本地重力加速度$g$，磁场，和它的高阶梯度。
2021-07-05 quant-ph
Quantum Information Techniques for Quantum Metrology
量子精密测量是量子信息的一门新兴学科，目前正经历着实验突破和理论发展的浪潮。量子精密测量的主要目标是尽可能精确地估计未知参数。通过使用量子资源作为探针，可以实现使用最佳经典策略不可能实现的测量精度。例如，相对于相位估计的任务，最大精度（海森堡极限）是相对于最佳经典策略的精度的二次增益。当然，量子精密测量并不是目前正在取得进展的唯一量子技术。本论文的主题是探讨如何在适当的情况下利用其他量子技术，即：图态、纠错和密码学，来增强量子精密测量。
2022-01-05 quant-ph
Quantum Metrology with Dicke Squeezed States
介绍了一类新的量子多粒子纠缠态--Dicke压缩态（DS态），它可以用来提高量子精密测量的精度，使之超过标准量子极限。我们发现，测量精度的提高，其特征在于由一个单一的实验检测参数，称为迪克压缩$ξ_{D}$，这也限制了这类状态的纠缠深度。当$ξ_{D}$达到理想Dicke态的最小值时，测量精度接近海森堡极限.与其他纠缠态相比，我们证明了Dicke压缩态对退相干的鲁棒性更强，并且在典型的实验噪声下具有更好的测量精度。
2014-07-02 quant-ph
Quantum Metrology Assisted with Abstention
量子精密测量的主要目标是利用量子探针获得物理参数的精确值。在这种情况下，我们表明，预防，即，在读出时获得不确定答案的可能性可以大大提高测量精度。我们专注于相位估计和量化所需的量的precision为一个给定的精度。我们还开发了分析工具，以获得任意纯量子比特态的精度和所需的捕获率的渐近行为。
2012-10-04 quant-ph
Low-temperature Quantum Metrology Enhanced by Strong Couplings
本研究提出利用强耦合效应消除低温量子计量中的误差发散问题，通过反应坐标映射实现多项式型精度标度，为低温高精度噪声量子计量开辟新途径。
2024-12-02 quant-ph
Gaussian quantum metrology in a dissipative environment
量子精密测量追求通过使用量子资源对物理量进行高精度测量。然而，退相干通常阻碍其性能。先前的工作发现，由于Born-Markovian近似退相干，在长编码时间范围内，量子误差趋于发散，这被称为噪声量子精密测量的不通过定理。本文提出了一种以双模量子化光场为量子探针的高斯量子精密测量方案。在理想情况下，它达到了亚海森堡极限的精度。然而，马尔可夫退相干导致的质心模式的探针所贡献的误差发散。在非马尔可夫动力学中发现了一种消除这种表面上的不去定理的机制。我们的结果为在实际连续变量系统中实现高精度量子精密测量提供了一条有效途径。
2021-11-03 quant-ph
Quantum metrology
我们指出了一个一般的框架，包括大多数情况下，量子效应使精度的增加时，估计参数（量子精密测量）。典型的量子精度增强是系统被采样次数的平方根的数量级。我们证明，这是最佳的，我们指出了不同的策略（经典和量子），允许达到这个界限。
2005-09-26 quant-ph
Fluctuation-enhanced quantum metrology
量子技术实用化的主要障碍是噪声，噪声会引起量子退相干，破坏量子技术潜在的量子优势。场的涨落引起系统的退相，是最常见的噪声之一，被广泛认为对量子技术有害。在这里，我们表明，与传统的信念相反，波动可以用来提高精度限制在量子精密测量的各种参数的估计。具体来说，我们表明，对于一个领域的方向和旋转频率的估计，在波动的存在下实现的精度甚至可以超过下的酉动力学已被广泛认为是最终的限制下实现的最高精度。我们提供了明确的协议，它采用自适应量子纠错，以实现更高的精度限制与起伏的领域。我们的研究为研究噪声在量子精密测量中的作用提供了一个全新的视角。它还为超越极限的更高精度打开了大门。
2020-03-29 quant-ph
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
Excessive precision compromises accuracy even with unlimited resources due to the trade-off in quantum metrology
本文从区分相邻量子态角度统一定义量子计量的精度与准确度，揭示二者间的权衡：通过牺牲准确度可提升精度，但受限于采样决定的固有精度极限，指出追求过度精度会导致准确度随采样增加而下降，即使资源无限也需考虑此权衡。
2025-07-12 quant-ph
Quantum metrology: why entanglement?
我们展示了为什么以及何时需要纠缠来进行量子增强的精确测量，以及哪种类型的纠缠是有用的。我们给出了一个简单，直观的结构，显示纠缠如何将并行的估计策略转换为连续的相同精度。我们采用这种论点来概括传统的量子精密测量，以确定一类噪声的影响可以很容易地管理，并处理的情况下，不可区分的探针（如光干涉）。
2013-04-29 quant-ph
Optimal Strategies of Quantum Metrology with a Strict Hierarchy
量子精密测量的主要任务之一是在给定资源的情况下达到最终的精度极限，其中资源不仅是查询的数量，更重要的是允许的策略。对于相同数量的查询，对策略的限制约束了可达到的精度。在这项工作中，我们建立了一个系统的框架，以确定不同的家庭的战略，包括并行，顺序，和不确定因果顺序的策略的最终精度限制，并提供了一个有效的算法，确定一个最佳的战略家庭正在考虑的战略。我们的框架，我们表明存在一个严格的层次结构的精度限制不同的家庭的战略。
2023-02-18 quant-ph
Phase-Driven Precision Boost in Quantum Compression for Postselected Metrology
Novosibirsk State University（新西伯利亚国立大学）；Institute of Automation and Electrometry SBRAS（俄罗斯科学院西伯利亚分院自动化与电磁学研究所）；Lattakia University（拉塔基亚大学）；Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)（伊朗基础科学研究所）
通过利用Pancharatnam相，研究在后选计量中提升量子压缩精度的方法，发现其对信息保留和参数估计性能的显著影响。
2026-01-14 quant-ph
Quantum Fisher information as the measure of Gaussian quantum correlation: Role in quantum metrology
我们引入了一种基于量子费舍尔信息的高斯量子关联测度。对于二分高斯态，由于其中一方的局域幺正演化而产生的最小量子费舍尔信息可靠地量化了量子关联。在量子精密测量中，这种测量方法成为研究量子相关性在设定测量精度中所起作用的工具。特别是，可以更深入地了解量子相关性如何有助于提高测量精度。我们的分析表明，不仅纠缠，而且量子关联起着重要的作用，以提高双精度。在揭示量子关联的基本机制的基础上，我们指出，在量子精密测量中，即使在没有纠缠的情况下，量子关联也可以作为突破标准量子极限和达到海森堡极限的资源。
2014-06-19 quant-ph
Precision Limits of Multiparameter Markovian-Noise Metrology
Joint Center for Quantum Information and Computer Science, NIST/University of Maryland（量子信息与计算联合中心，美国国家标准与技术研究院/马里兰大学）；Joint Quantum Institute, NIST/University of Maryland（量子信息联合研究所，美国国家标准与技术研究院/马里兰大学）；Quantum and Condensed Matter Physics Group (T-4), Theoretical Division, Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室理论部量子与凝聚态物理组（T-4））
本文研究了通过马尔可夫利nder动态编码的随机信号多参数估计的极限精度，揭示了在高秩相关性和纠缠探测器情况下，平均方差随耗散通道数R呈1/(TR²)的Heisenberg型缩放，适用于集体k体耗散等应用。
2026-04-15 quant-ph
Quantum Metrology in Open Systems: Dissipative Cramér-Rao Bound
参数估计是贯穿整个科学技术领域的一项重要任务。量子克拉美-拉奥界限提供了在量子理论下允许实现的精度的基本极限。对于封闭的量子系统，已经证明了估计精度如何取决于潜在的动力学。在这里，我们提出了一个通用的配方计量方案在开放量子系统，旨在更直接地将精度的基础动力学的属性。该特征可以用于增强估计精度，例如，通过量子控制技术。具体来说，我们推导出一个相当大的一类开放系统动力学，这是由（依赖于时间的）动力学半群映射的Cramér-Rao界。我们通过三个例子来说明这种情况下的效用。
2014-03-31 quant-ph
Contextual quantum metrology
该研究提出语境化量子计量学（coQM）方法，证明测量选择的语境性可作为量子计量资源，能通过简单线性光学实验将偏振测量精度提升1.4至6.0倍，突破传统量子计量精度极限，具备实际应用价值。
2023-11-22 quant-ph
Exponentially Enhanced Quantum Metrology
我们表明，当一个合适的纠缠产生幺正算符取决于一个参数被施加在N个量子比特并行，并测量一个适当的可观测量，在估计参数的2次幂（-N）的精度可以实现。这以指数方式提高了经典和量子非纠缠并行策略中可实现的精度。我们提出了一个量子光学模型的激光与一个N-量子比特系统，说一个多原子分子，通过广义Jaynes-Cummings相互作用，在原则上，可以实现指数增强的精度。
2006-07-24 quant-ph
Quality analysis for precision metrology based on joint weak measurements without discarding readout data
本文通过差分组合随机变量重新表述联合弱测量问题，揭示其精度无法达到总Fisher信息水平，并分析了技术噪声在虚弱值测量下可优于传统测量的条件。
2023-05-30 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
Multipartite entanglement and high precision metrology
我们提出了几个纠缠的量子费舍尔信息，有助于将各种形式的多体纠缠的相位估计的灵敏度方面的标准。我们表明，真正的多体纠缠是必要的，以达到最大的灵敏度，在一些非常一般的双线性干涉仪的任务使用双臂。我们还表明，它需要达到最大的平均灵敏度在一定的组合，这样的任务。
2014-08-19 quant-ph
Ultimate precision limit of SU(2) and SU(1,1) interferometers in noisy metrology
考虑了SU（2）和SU（1，1）干涉仪中的量子费舍尔信息（QFI），指出仅用QFI计算是高估了量子干涉仪的计算结果。一般情况下，相位估计是一个双参数估计问题，需要用到量子费舍尔信息矩阵（QF）。在本文中，我们从理论上推广的模型，由Quarser等[自然物理7，406（2011）]的QONS情况下的噪声和研究的最终精度极限的SU（2）和SU（1，1）干涉仪的光子损失，因为光子损失作为一种非常常见的噪声可能会发生在相位测量过程中。以相干态和压缩真空态为例，数值分析了被高估的QFI随损耗系数的变化，发现了QFI的消失和恢复现象。
2023-02-20 quant-ph
Control-enhanced quantum metrology under Markovian noise
量子精密测量通过利用合适的量子资源，可以显著提高参数估计的精度。然而，预测精度可以严重失真的现实噪声。在这里，我们提出了一个控制增强的量子精密测量计划，以抵御这些噪声，以提高计量性能。我们的计划可以自动改变参数编码动态可调控制，从而导致最佳的结果状态，是不太敏感的噪声正在考虑中。作为演示，我们数值应用于几个典型的马尔可夫噪声信道下的频率估计问题。通过与标准方案和辅助方案的比较，我们表明，我们的方案性能更好，可以提高估计精度约一个数量级。最后，我们在核磁共振系统中进行了原理验证实验，验证了所提出方案的有效性。本文的研究有助于当前的量子平台在现实噪声环境中利用量子精密测量的能力。
2023-02-06 quant-ph
Fully-Optimized Quantum Metrology: Framework, Tools, and Applications
本教程提出一种基于半定规划的量子计量学系统方法，可精确计算多种策略下的最优精度，并用于策略比较与最优设计。
2024-09-11 quant-ph
Using entanglement against noise in quantum metrology
我们分析了量子精密测量中探针间纠缠和探针与外环间纠缠的作用。在没有噪声的情况下，已知非纠缠序贯策略可以实现与纠缠策略相同的海森堡标度，并且外部附属物是无用的。这在噪声的存在下发生了变化：在这里，我们证明了纠缠策略可以比非纠缠策略具有更高的精度，并且添加被动外部附属物也可以提高精度。我们分析了一些特定的噪声模型，并利用这些结果来推测噪声存在下的量子精密测量策略的一般层次结构。
2014-12-23 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
Precision Limits in Quantum Metrology with Open Quantum Systems
量子力学的定律允许进行测量，其精度取代了经典参数估计理论预测的结果。也就是说，当使用量子探针时，可以克服中心极限定理在估计大类参数（如光谱学中的原子频率或磁力学中的外部磁场）时所施加的精度界限。然而，环境噪声通常会改变在估计未知参数时可以实现的最终精度。本教程回顾了最近的理论工作，旨在获得一般的精度范围存在的环境。我们采用了一种互补的方法，我们首先分析的问题，在一般的框架内描述的量子系统的量子动力学地图，然后将这种抽象的形式主义系统的耗散时间演化的微观描述。我们将证明，虽然某些形式的噪声使量子系统标准量子限制，精度超过经典的界限仍然是可能的，在不同形式的本地环境波动的存在。
2018-10-15 quant-ph
Probabilistic metrology defeats ultimate deterministic bound
量子增强测量利用量子力学效应提供物理变量的超精确估计，用于先进技术，如原子钟的频率校准、引力波检测和生物传感。量子精密测量研究在给定一定量的资源（例如探针系统的数量）和限制（例如有限的交互时间，或应对不可避免的噪声存在）的情况下估计精度的基本限制。在这里，我们表明，即使在存在噪声的情况下，概率测量策略（有一定的失败或放弃的概率）可以提供一个成功的结果，估计精度，违反了确定性的界限。这建立了新的最终量子精密测量极限。对于探针系统的本地移相，我们量化这样的精度限制作为一个功能的故障的概率，可以容忍。我们表明，弃权的可能性可以大大降低噪音的不利影响。
2014-07-25 quant-ph
Precision metrology of weak measurement with thermal state pointer
量子精密测量正逐渐被研究用于弱测量系统。对于具有热态指示器的弱测量系统，我们发现在虚弱值对应的位移空间中，后选成功后的最大QFI可以达到热涨落的水平，而不超过总QFI，并且随着温度的升高而增加的QFI可以不断提高测量精度.这些结果比纯态弱测量（即，高斯状态）指针。另一方面，在弱测量的Kerr非线性相互作用系统中，利用热态指示器，我们得到了在相空间中成功的后选择和后选择测量都达到了量子精密测量的Heisenberg极限，并且证明了在热态下的弱测量只获得了经典的Fisher信息（CFI），该信息随温度的升高而增加，实现了N^2的经典增强标度.此外，利用热态的弱测量比利用光的相干态或混合态的弱测量具有优势，因为在当前技术下产生具有更大不确定性的这些状态是有限的，但是具有更大不确定性的热态随着自然界中温度的升高而非常容易实现，而不管光或物质的热态如何。
2018-11-12 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
Improving the Precision of Optical Metrology by Detecting Fewer Photons
在用于测量物理量的光学测量协议中，增加光子数原则上总是有利于提高测量精度。然而，实际的约束防止由于实际检测器的缺陷而任意增加n，特别是当检测器响应由饱和效应主导时。在这项工作中，我们表明，一个修改后的弱测量协议，即偏置弱测量显着提高了精度的光学计量饱和效应的存在。这种方法检测到一个超小部分的光子，同时保持相当数量的光子信息。偏置的预耦合导致后选择中光子的额外减少，并在光谱分布中产生消光点，该消光点对估计的参数极其敏感并且难以饱和。因此，Fisher信息可以通过增加光子数来持续增强。在我们的磁传感实验中，偏置弱测量的精度比以前使用的方法高出约一个数量级。所提出的方法可以应用于各种光学测量方案，以规避探测器饱和效应与低成本的设备。
2021-03-23 quant-ph
Nonlinear quantum metrology of many-body open systems
在马尔可夫极限下，给出了多体开放系统非线性量子精密测量中参数估计误差的一般界。给定$k$体哈密顿量和$p$体Lindblad算符，用Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态作为探测器的哈密顿参数的估计误差被证明为$N^{-\left(k-\frac{p}{2}\right)}$，超过了$2k>p+1$的散粒噪声极限.建立了$p\geq 1$的初积态和最大纠缠态之间的度量等价性。我们进一步表明，可以估计系统与环境的耦合参数与精度$N^{-\frac{p}{2}}$，而多体退相干提高精度$N^{-k}$在波动$k$体哈密顿量的噪声幅度估计。对于长程伊辛模型，我们表明，这个参数的精度击败散粒噪声限制时，相互作用的范围是低于阈值。
2017-07-12 quant-ph
Notes on Thermodynamic Principle for Quantum Metrology
最近，我们发现了量子精密测量的能量消耗的物理限制，并证明它本质上是由量子费舍尔信息（QFI）的擦除引起的，该擦除决定了最佳可实现的测量精度。在此，我们提供更多细节，以便进一步阐述这一原则的实质。
2022-08-10 quant-ph
Bounding Quantum Advantages in Postselected Metrology
本文推导了后选择计量学中量子优势的界限，建立了与弱值优化的联系，并提出了一种达到该界限的方案，证明正准概率分布也能实现异常大的精度提升。
2022-01-19 quant-ph
Precision bounds for noisy nonlinear quantum metrology
我们推导出在噪声存在下的非线性测量方案的性能的最终界限。特别是，我们调查的精度的二阶估计方案中存在的两种最有害的类型的噪声，光子损失和相位扩散。我们发现，二阶估计方案的影响，这两种类型的噪声以类似的方式作为线性的。此外，我们观察到，对于这两种类型的噪声的相位灵敏度相对于线性估计方案的增益是由一个乘法项$\mathcal{O}(1/N)$。有趣的是，我们还发现，在某些情况下，一个精心设计的环境可以，在原则上，提高性能的相位扩散影响的测量方案。
2014-02-14 quant-ph
Probabilistic metrology or how some measurement outcomes render ultra-precise estimates
我们在理论上表明，即使在存在噪声的情况下，概率测量策略（具有一定的失败或放弃的概率）可以提供，在一个成功的结果，估计精度超过了确定性的平均精度的界限。这建立了特定测量结果（或结果序列）的相位估计精度的新的最终界限。对于探针系统的本地移相，我们量化这样的精度限制作为一个功能的故障的概率，可以容忍。我们的研究结果表明，弃权的可能性可以抵消噪音的不利影响。
2016-10-26 quant-ph
Sensitivity Bounds for Multiparameter Quantum Metrology
我们确定的精度限制多模干涉仪的多个参数的同时估计。增强多参数灵敏度的量子策略是基于粒子之间、模式之间或两者结合的纠缠。粒子可分离态的最大可达灵敏度定义了多参数散粒噪声极限，该极限可以在没有模式纠缠的情况下被超越。通过增加模式纠缠，可以进一步增强到多参数海森堡极限。最佳的战略，饱和的精度界限。
2018-09-28 quant-ph
Typicality of Heisenberg scaling precision in multi-mode quantum metrology
我们提出了一个测量设置达到海森堡标度精度的估计任何分布参数$φ$（不一定是相位）编码成一个通用的$M$端口线性网络组成的无源元件。该方案可以很容易地实现从实验的角度来看，因为它只采用高斯态和高斯测量。由于完整的一般性的估计问题考虑，有人预测，将需要进行一个自适应的过程，其中涉及的输入状态和测量在输出端进行，我们表明，这是没有必要的：海森堡缩放精度仍然是可以实现的，只适应一个单一的阶段。非适应阶段只影响的前因子乘以海森堡标度精度的值：我们表明，对于大值的$M$和随机（无偏）选择的非适应阶段，这个前因子需要一个典型的值，可以通过编码的参数$φ$到线性网络控制。
2021-02-17 quant-ph
Quantum-coherence-free precision metrology by means of difference-signal amplification
本文研究消除量子相干性后的差分信号放大（DSA）技术，证明其作为联合弱值放大（JWVA）的经典对应方案可实现类似放大效应，并给出信号表达式、精度表征及最优工作区间。
2022-12-28 quant-ph
Enhanced Quantum Metrology with Non-Phase-Covariant Noise
本文揭示了非相位协变（NPC）噪声能增强量子计量学的参数估计精度，甚至超越无噪声时的极限，表明非厄米量子传感器在传感性能上可优于厄米传感器，并通过磁场计量学示例验证了该理论。
2024-08-28 quant-ph
Quantum metrology via chaos in a driven Bose-Josephson system
量子纠缠的制备和信号的积累是量子参数估计的关键，这对理论和实验都提出了很大的挑战。在这里，我们提出了如何利用混沌动力学在周期性驱动的玻色-约瑟夫森系统，以实现高精度的测量超过标准的量子限制（SQL）。从一个初始的非纠缠态开始，混沌动力学产生量子纠缠，同时编码的参数估计。通过采用合适的混沌动力学，估计参数的最终测量精度可以超过SQL。子SQL测量精度缩放也可以通过特定的可观测量来获得，例如人口测量，这可以用最先进的技术来实现。我们的研究不仅为理解量子混沌和量子-经典对应提供了新的视角，而且在纠缠增强量子精密测量中也有着重要的应用前景。
2020-07-13 quant-ph
Comparing physical quantities with finite-precision: beyond standard metrology and an illustration for cooling in quantum processes
本研究提出有限精度下物理量比较的通用框架，用估计量概率分布百分位数确定区间范围以解决非对称误差分布问题，并将其应用于三量子比特量子制冷机，验证了不同耦合极限下瞬态与稳态的有限精度冷却。
2025-10-28 quant-ph
Quantum metrology in local dissipative environments
量子精密测量利用量子特性使我们能够获得超越经典极限的测量精度。利用量子纠缠将计量精度从标准量子极限（SQL）提高到海森堡极限（HL）。然而，据报道，在长编码时间条件下，HL返回到SQL中存在的局部失相环境。我们在这里评估的确切影响的本地耗散环境的量子精密测量，基于拉姆齐干涉仪。结果表明，对于有限数目的探测原子，在长编码时间条件下，HL是渐近恢复的。我们的分析表明，这主要是由于每个原子与其环境之间形成了束缚态。这为实验提供了一种途径，以在实际条件下通过工程化系统-环境束缚态的形成来实现量子精密测量。
2017-11-20 quant-ph
Quantum Measurement Encoding for Quantum Metrology
本研究针对耗散量子传感中退相干影响参数精度的问题，提出量子测量编码方案，确定保精度条件并推导非厄米传感中精度损失的通用公式，为量子计量信息传递提供新途径。
2024-07-04 quant-ph
Optimal asymptotic precision bounds for nonlinear quantum metrology under collective dephasing
本文研究集体退相干下采用二次编码的量子计量协议，推导出经典输入态可达 N^{-1}、时间关联下可达 N^{-5/4}、自旋压缩态配合非线性读出可达渐近最优 N^{-3/2} 的精度标度，并提出比值估计器消除噪声偏差。
2024-12-30 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
Quantum Metrology in Correlated Environments
通过变分方法，我们解析地得到了相关马尔可夫和非马尔可夫环境中频率测量的精度界。证明了在标准Ramsey光谱系统中，乘积态和最大纠缠态在最大关联马尔可夫和非马尔可夫环境中的等价性。我们发现，最佳的测量可以实现更高的分辨率比标准的拉姆齐光谱在相关的环境。当处于最大纠缠态的粒子数为偶数时，精度界随询问时间的增加而减小;当处于最大纠缠态的粒子数为奇数时，精度界与询问时间无关。此外，在一些特殊的非马尔可夫环境中，也可能出现相反的情况。
2013-12-25 quant-ph
Quantum metrology using time-frequency as quantum continuous variables: Resources, sub shot-noise precision and phase space representation
本文以单光子为时频量子连续变量，区分强度与光谱资源，证明量子模式关联可实现二次标度并饱和 Heisenberg 极限，同时给出相空间解释。
2023-12-19 quant-ph
Many-body effects in quantum metrology
研究了多体效应对量子精密测量基本精度极限的影响。一方面，这种效应可能导致非线性哈密顿量，在非线性量子精密测量领域中进行了研究，而另一方面，它们可能导致无法使用单体噪声模型描述的退相干过程。我们提供了一个一般的推理，允许预测的基本缩放精度在这样的模型中作为系统中存在的原子的数量的函数。此外，我们描述了一个计算效率高的方法，允许一个简单的推导定量界限。我们说明了这些一般性的考虑，详细分析的基本精度界限在一个典型的原子干涉实验与标准的线性哈密顿量，但考虑到单和两个身体的损失-一个模型，这是出于最近的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的磁力测量实验。使用这个例子，我们还强调了原子数超选择规则的影响，保护干涉协议对退相干的可能性。
2018-10-17 quant-ph
Practical Limits of Error Correction for Quantum Metrology
噪声是量子精密测量中最大的障碍，它限制了量子测量的精度和灵敏度.有许多技术可以减轻噪声的影响，但这永远无法完全做到。一种通常提出的技术是重复应用量子纠错。不幸的是，恢复海森堡极限所需的重复频率是现有量子技术无法实现的。在这篇文章中，我们探讨离散应用量子纠错与当前的技术限制。我们建立了量子纠错可以是有益的，并强调了需要改进的因素，以便可以可靠地达到海森堡极限水平的精度。
2021-04-26 quant-ph
Quantum metrology enhanced by the $XY$ spin interaction in a generalized Tavis-Cummings model
提出含 $XY$ 自旋相互作用的广义 Tavis-Cummings 模型，建立 QFI 与自旋涨落的关系，证明自旋各向异性可实现弱磁场估计的 Heisenberg 标度并揭示标度转变。
2024-04-09 quant-ph
Asymptotic Scaling of Precision Limits in Continuous Gaussian Quantum Metrology
The University of Tokyo（东京大学）；The University of Chicago（芝加哥大学）；Institute for Physics of Intelligence, The University of Tokyo（东京大学物理智能研究所）
该研究通过分析连续高斯量子计量的理论框架，揭示了多模玻色子系统在精度限制、资源权衡及缩放行为方面的基本规律。
2026-08-28 quant-ph
