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
Advantage of quantum coherence in postselected metrology
在常规测量中，为了达到参数估计的最大精度，必须测量所有样本，因为每个独立样本包含相同的量子费舍尔信息。在后选择计量学中，后选择可以将初始样本的量子费舍尔信息集中到一个微小的后选择子系综中。这一量子优势在任何经典对易理论中都无法实现。在这项工作中，我们提出后选择在弱值放大（WVA）中的优势不能在没有量子相干性的情况下实现。初始系统的量子相干性与参数估计中的制备成本和测量成本密切相关。随着初始量子相干性的增加，制备成本和测量成本的联合值可以被优化到更小。此外，我们还推导出了制备、测量和量子相干性之间的分析权衡关系。我们进一步实验测试的权衡关系，在线性光学设置。实验和理论结果吻合良好，并表明量子相干性在约束后选择计量过程中的资源成本方面起着关键作用。
2022-12-10 quant-ph
Critical quantum metrology beyond adiabaticity in collectively pumped superradiance
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
研究集体泵浦超辐射模型在一阶耗散相变附近的临界量子计量学，利用系统非平衡动力学知识，设计基于滞后表征的传感协议，实现超越绝热极限的准备速率下良好灵敏度，呈现类似海森堡标度且对准备速率弱依赖。
2026-07-20 quant-ph
Variational quantum state preparation within an entangle-rotate circuit framework for quantum-enhanced metrology in noisy systems
The University of Oklahoma（俄克拉荷马大学）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；George Mason University（乔治梅森大学）；JPMorgan Chase（摩根大通）；Infleqtion, Inc.（英飞克申公司）
针对噪声二能级系统，提出一种纠缠-旋转变分量子电路架构，通过优化量子Fisher信息来制备量子增强计量态，并分析了电路深度和相互作用范围对性能的影响。
2026-09-28 quant-ph
Unlocking Heisenberg Sensitivity with Sequential Weak Measurement Preparation
本研究提出基于中心自旋序列测量的态制备协议，可无需非线性相互作用生成高度纠缠自旋态，其计量灵敏度超标准量子极限、对称耦合下达海森堡极限，为现有实验条件下的量子增强计量提供新路径。
2025-01-03 quant-ph
Open-System Probe Selection and Optimal Measurements for Dispersive Coupling Metrology
Stevens Institute of Technology（史蒂文斯理工学院）
本研究探讨开放系统中色散耦合计量，发现探针选择、环境记忆及测量方式共同影响灵敏度，并找到接近量子极限的固定可观测量。
2026-10-07 quant-ph
Efficient recycling strategies for preparing large Fock states from single-photon sources --- Applications to quantum metrology
Fock态是诸如量子精密测量等许多量子技术的基本资源。虽然单光子源技术已经取得了很大的进展，但制备大光子数的Fock态仍然具有挑战性。我们提出并分析了一种自举方法，通过在分束器上迭代融合较小的Fock态来非确定性地制备大光子数Fock态。我们表明，通过采用状态回收，我们能够指数级地提高比传统的计划的准备率，允许有效地准备大的Fock状态。该方案需要单光子源、分束器、数分辨光电探测器、快速前馈和光量子存储器。
2018-03-13 quant-ph
Mitigating Detuning-Induced Systematic Errors in Entanglement-Enhanced Metrology
National Defense Academy of Japan（日本防卫大学校）；Chuo University（中央大学）
本文提出了一种复合脉冲协议，用于缓解GHZ态制备中因频率偏移引起的相干系统误差，从而提高量子传感的灵敏度。
2026-03-06 quant-ph
Optimal Scheme for Quantum Metrology
量子精密测量可以达到远高于经典计量的精度，是量子技术在现实世界中最重要的应用之一。为了达到量子精密测量所承诺的最高精度，需要对方案的所有步骤进行优化，包括态制备、参数化和测量。本文综述了在量子精密测量中确定和达到极限精度所必需的这些步骤的最佳化的最新进展。希望能为量子精密测量及相关领域的研究人员提供有益的参考。
2021-11-24 quant-ph
Quantum Jump Metrology
量子精密测量利用特别制备的纠缠态或其他非经典态中的量子相关性来执行超过标准量子极限的测量。然而，通常情况下，这种状态很难设计，特别是当需要大量资源时。作为一种替代方案，本文旨在建立量子跳跃计量学，这是基于广义顺序测量作为量子精密测量的一般设计原则，并讨论如何利用开放量子系统，以获得量子增强。通过分析一个简单的玩具模型，我们说明，参数依赖的量子反馈确实可以用来超过标准的量子极限，而不需要复杂的状态准备。
2019-02-04 quant-ph
Strong quantum metrological limit from many-body physics
本文利用 Lieb-Robinson 光锥给出量子 Fisher 信息增长的普适速度极限，建立考虑多体资源态制备复杂性的强量子计量极限。
2023-04-12 quant-ph
Temperature-Enhanced Critical Quantum Metrology
本文证明有限温度可反直觉地增强临界量子计量协议性能，并通过绝热制备及近临界点制备在多个模型中提升量子Fisher信息，从而将温度视为一种计量资源。
2024-02-22 quant-ph
Quantum Metrology with Delegated Tasks
一个量子精密测量方案可以分解为三个量子任务：态准备、参数编码和测量。因此，必须获得能够执行上述任务的技术，以完全实现量子精密测量方案。在缺乏一种或多种技术的情况下，可以通过将任务委托给第三方来进行。然而，这样做会产生安全后果：第三方可能会偏向结果或泄露信息。在本文中，我们概述了将一个或多个任务委托给不受信任的（可能是恶意的）第三方的不同场景。在每个场景中，我们概述了可用于规避恶意活动的加密协议。此外，我们链接的有效性的量子精密测量计划的可靠性的密码协议。
2022-11-25 quant-ph
Parity Measurements in Quantum Optical Metrology
我们研究了奇偶检测的效用，以实现海森伯限制相位估计的光学干涉。我们认为奇偶校验检测与几个输入状态，已被证明表现出子散粒噪声干涉与各自的检测方案。我们表明，与奇偶校验检测，所有这些国家实现子散粒噪声有限的相位估计。从而使宇称检测成为量子光学计量学的统一检测策略。我们还考虑了由NOON态和双Fock态组合而成的量子态，它在输入态的制备中提供了很大的自由度，并且超过了散粒噪声极限。
2009-10-25 quant-ph
Squeezing by Critical Speeding-up: Applications in Quantum Metrology
我们提出了一种替代协议，允许准备的关键状态，而不是遭受的关键减速的好处，从关键的加速。巧合的是，我们通过远离临界点来准备这些状态，这允许加速。我们将该协议应用于典型的量子Rabi模型及其经典振子极限以及Lipkin-Meshkov-Glick模型。随后，我们讨论了绝热加速协议在量子精密测量中的应用，并将其性能与临界量子精密测量进行了比较。我们表明，临界量子精密测量与Lipkin-Meshkov-Glick模型甚至不能克服标准的量子极限，我们认为，即使临界计量协议可以克服它在某些情况下，临界计量是一个次优的测量策略。最后，我们得出结论，系统表现出相变确实是有趣的量子技术的观点，但它可能不是临界点，应该吸引最多的注意力。
2022-04-21 quant-ph
Entanglement-assisted quantum metrology
纠缠辅助量子通信利用发送者和接收者之间的预共享纠缠作为资源。我们将相同的框架应用于量子精密测量，在准备和测量阶段之间引入共享纠缠，即使用一些不与待采样系统相互作用的纠缠辅助系统。这在无噪声的情况下是无用的，但最近被证明在存在噪声的情况下是有用的。在这里，我们详细说明如何以及何时可以使用它。例如，令人惊讶的是，当随机分时两个通道时，它是有用的，其中Ancillas没有帮助（去极化）。我们表明，它是有用的所有级别的噪声的许多噪声模型，并提出了一个简单的实验来测试这些结果。
2016-03-26 quant-ph
Quantum metrology and estimation of Unruh effect
研究了一对纠缠Unruh-Dewitt探测器在其中一个加速并耦合到无质量标量场时的量子精密测量。与以前的方案相比，我们的模型只需要局域相互作用，避免了在探测态制备过程中使用腔。结果表明，探测态的制备以及加速探测器与外场的相互作用对量子费舍尔信息的大小有显著的影响，相应地对Unruh效应的估计提出了不同的精度极限。我们发现较大的有效耦合强度和较长的相互作用时间可以提高估计的精度。或者，探测器的能隙具有可以为我们提供更好精度的范围。因此，我们可以调整这些参数，并达到更高的精度估计。我们还发现在量子精密测量过程中不需要极高的加速度。
2016-06-09 gr-qc quant-ph
Quantum metrology with generalized cat states
我们展示了在量子精密测量中宏观上不同的态的叠加和灵敏度之间的一般关系。广义猫态是通过使用一个索引，提取宏观不同的状态之间的相干性，和各种各样的状态，包括一个经典的混合指数大量的状态，已被确定为广义猫态与此标准。我们发现，如果我们使用的广义猫态的磁场传感无噪声，我们实现了海森堡有限的灵敏度。此外，我们还证明了广义猫态的灵敏度在退相效应下达到了超越标准量子极限的极限标度灵敏度。作为一个例子，我们调查的灵敏度的广义猫状态，是通过一个单一的全球操作上的热平衡状态，并找到一个改进的几个数量级，从以前的传感器。澄清一个广泛的类，包括这样一个奇特的状态计量有用的，我们的研究结果显着拓宽了量子精密测量的潜力。
2019-09-15 quant-ph
Production of Fock Mixtures in Trapped Ions for Motional Metrology
本文提出一种在离子阱中制备非热Fock态混合物的协议，通过循环红边带、测量和制备脉冲，实现超越标准量子极限的计量学优势，并借助数值模拟分析了参数区间。
2022-02-01 physics.atom-ph quant-ph
Linear optical quantum metrology with single photons --- Experimental errors, resource counting, and quantum Cramér-Rao bounds
量子数-路径纠缠是用于超灵敏量子精密测量的资源，并且特别地提供子散粒噪声或甚至海森堡限制的灵敏度。然而，这种数路纠缠被认为是资源密集型的，首先要创建-通常需要非常强的非线性，或具有前馈的非确定性准备方案，这是难以实现的。最近在[物理学评论] Lett。114，170802（2015）]我们证明了来自玻色子采样启发的干涉仪的数字路径纠缠可以用来击败散粒噪声限制。在这篇手稿中，我们比较和对比不同的干涉方案，讨论资源计数，计算精确的量子克拉美-拉奥界限，并研究实验误差的细节。
2017-03-07 quant-ph
Heisenberg-limited quantum metrology using collective dephasing
量子精密测量的目标是利用量子特性（如纠缠）精确估计参数。这种估计通常由三个步骤组成：状态准备，时间演化，在此期间，参数的信息被编码在状态中，以及状态的读出。在时间演化过程中的退相干通常会降低量子精密测量的性能，并且被认为是实现纠缠增强传感的主要障碍之一。然而，我们发现，在适当的条件下，这种退相干可以利用，以提高灵敏度。假设我们有两个轴，我们的目标是估计它们之间的相对角度。我们的研究结果表明，使用马尔可夫集体退相估计的相对角度之间的两个方向提供海森堡有限的灵敏度。此外，我们的计划的基础上的Markvoian集体退相是强大的对环境噪声，它是可能的，即使在独立的退相的影响下，达到海森堡极限。我们的反直觉的结果表明，通过使用退相干的灵敏度提高铺平了道路，新的应用在量子精密测量。
2021-03-24 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
Achieving Heisenberg-limited metrology with spin cat states via interaction-based readout
自旋猫态是量子增强测量的有希望的候选者。在这里，我们分析表明，最终的测量精度的自旋猫态接近海森堡极限，其中的不确定性是成反比的总粒子数。为了充分利用它们的可重复性，我们建议使用基于相互作用的读出来实现相位估计。结果表明，基于相互作用的读出使自旋猫态饱和其最终的精度界限。基于相互作用的读出包括单轴扭转、两个$\fracπ{2}$脉冲和粒子数测量，这可以通过当前的实验技术来实现。与基于自旋压缩态的扭转回波方案相比，我们的自旋猫态方案对探测噪声的鲁棒性更强。我们的方案为实现非高斯纠缠态的海森伯极限计量提供了一条实验可行的途径。
2018-07-18 quant-ph
Optimal scheme for distributed quantum metrology
该工作开发了分布式量子计量学的最优方案，推导了最优探针态、控制协议和测量策略，并证明最优控制可局部实施，降低了实现复杂性。
2025-09-25 quant-ph
Combining Squeezing and Transition Sensitivity Resources for Quantum Metrology by Asymmetric Non-Linear Rabi model
该研究通过可实现的非对称非线性量子拉比模型结合压缩与跃迁临界性两大量子计量敏感性资源，利用量子费希尔信息证明其可大幅提升测量精度且不受探针态制备时间发散问题影响。
2024-11-16 quant-ph
Quantum Metrology: Detection of weak forces using Schrodinger Cat resources
我们研究了简谐振子的非经典态（相干态的叠加）在灵敏力检测中的应用。我们发现，像压缩态的相干态的叠加允许在海森堡极限位移测量的检测。与具有相同平均光子数的单模叠加态相比，纠缠多个相干态的叠加提供了显著的优势。
2003-12-08 quant-ph
Counterdiabatic driving in spin squeezing and Dicke state preparation
提出了一种将二能级原子系统从自旋相干态转移到最大自旋压缩Dicke态的方法，该方法与量子精密测量和量子信息处理有关.初始态是初始线性哈密顿量的基态，该初始线性哈密顿量逐渐变成最终二次哈密顿量，该最终二次哈密顿量的基态是所选择的Dicke态。我们使用补偿算子来抑制非绝热跃迁到不需要的状态，如果变化不慢，就会发生。我们讨论了通过连续应用实验中可用的二次哈密顿算子来构造补偿算子的可能性。
2016-02-16 quant-ph
Optimal quantum metrology under energy constraints
The University of Hong Kong（香港大学）
本文研究了在总能量消耗受限下的量子计量学，提出了一种通用优化方法，确定了最优精度和相应策略，并发现量子因果顺序叠加在提升自适应量子估计能量效率方面的新优势。
2025-11-03 quant-ph
Many-body $k$-local ground states as probes for unitary quantum metrology
研究k-局部基态在量子计量中的性能，发现其具有海森堡缩放，并揭示了制备难度与量子 Fisher 信息的权衡关系。
2025-12-02 quant-ph
Global Precision Limits in Critical Quantum Metrology: From Cramér-Rao to Ziv-Zakai
School of Physics and Optoelectronics, South China University of Technology（华南理工大学物理与光电工程学院）
研究临界量子计量学精度极限，通过量子齐夫-扎凯界推导均方误差极限，发现二阶量子相变时克拉美-罗奥界精度无显著提升，临界量子传感器精度仅恒定增益，源于先验知识，提供评估框架和研究量子传感的常规方法。
2026-07-10 quant-ph
Generating Entangled Spin States for Quantum Metrology by Single-Photon Detection
我们提出并分析了一个概率性的方案，通过单光子探测在大原子系综中产生纯的、纠缠的、非高斯的集体自旋态。一个光子宣告迪克态的准备，而两个或更多的光子宣告薛定谔猫态。该方法产生纯态，即使在有限的光子探测效率和弱原子-光子耦合。纠缠的产生可以通过重复的试验和反馈的方式准确定性，使计量学超过标准的量子极限。
2013-08-28 physics.atom-ph quant-ph
Photon number projective measurement in Schrödinger cat quantum state preparation procedure after parametric down-conversion interaction
Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）
本文提出一种基于参数下转换的薛定谔猫态制备方法，通过泵浦耗尽和投影测量提高生成概率，改进了之前的工作。
2026-03-25 quant-ph
Linear Optical Quantum Metrology with Single Photons: Exploiting Spontaneously Generated Entanglement to Beat the Shot-Noise Limit
量子数-路径纠缠是用于超灵敏量子精密测量的资源，并且特别地提供子散粒噪声或甚至海森堡限制的灵敏度。然而，这种数路纠缠被认为是资源密集型的，首先要创建-通常需要非常强的非线性，或具有前馈的非确定性准备方案，这是难以实现的。最近，从多光子步行者的量子随机行走的研究，以及与单光子输入馈入的无源线性光学干涉仪的计算复杂性的研究中，已经表明，这种无源线性光学器件产生了超指数大量的数量路径纠缠。一个合乎逻辑的问题是，这种纠缠是否可以用于量子精密测量。我们在这里回答这个问题是肯定的，表明一个简单的，被动的，线性光学干涉仪-美联储只有不相关的，单光子输入，再加上简单的，单模，不相交的光电探测-是能够显着击败散粒噪声限制。我们的结果意味着一条通往实用量子精密测量的途径。
2015-05-04 quant-ph
Echoed Random Quantum Metrology
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Tsinghua University（清华大学）
本研究提出一种回声随机过程，通过随机脉冲驱动 Kerr 非线性模式，实现接近海森堡极限的高灵敏度量子计量，无需复杂控制。
2026-01-22 quant-ph
Quantum metrology in the presence of spatially correlated noise: Restoring Heisenberg scaling
环境噪声会影响纠缠态的可分辨性。虽然纠缠的使用允许海森堡有限的分辨率，最大的量子力学允许的，偏离严格的幺正动力学迅速恢复由中心极限定理规定的标准标度。当噪声演化是局部的和严格马尔可夫的时，乘积和最大纠缠态是渐近等价的。然而，噪声中的时间相关性已被证明可以提升这种等价性，而完全（空间）相关的噪声允许识别无退相干子空间。在这里，我们分析了有限相关长度的噪声存在下的精度限制，并表明存在鲁棒的纠缠态制备，显示持续海森堡标度，尽管环境退相干，即使是小的相关长度。我们的研究结果强调了噪声关联在量子优势研究中的相关性，并且可能在量子应用之外具有相关性。
2014-07-29 quant-ph
Critical quantum metrology in a stabilized two-photon Rabi model
本研究针对非线性临界量子计量学应用，提出含双光子和四光子项的广义量子拉比模型，通过四次方势稳定谱坍缩并转化为量子相变，实现比标准双光子QRM更高的测量精度，且允许探针态有限制备时间。
2025-03-24 quant-ph
Optomechanical preparation of photon number-squeezed states with a pair of thermal reservoirs of opposite temperatures
本研究提出一种无需精确控制量子动力学、抗耗散的光子数压缩态制备机制，利用正负温度热库的两类耗散自平衡生成亚泊松分布稳态，并结合腔光力学系统参数验证了方案可行性。
2023-08-24 quant-ph
Quantum metrology based on symmetry-protected adiabatic transformation: Imperfection, finite time duration, and dephasing
量子精密测量的目的是尽可能精确地估计目标参数。本文研究了基于量子保护绝热变换的量子精密测量。我们引入了一个以横场为探针的铁磁伊辛模型，并考虑了纵向场的估计。在没有横场的情况下，探针的基态由Greenberger-Horne-Zeilinger态给出，从而通过宇称测量实现了纵场的海森堡极限估计.在我们的方案中，通过保序绝热变换，将编码在宇称上的纵向场的全部信息精确地映射到全局磁化强度上，从而可以用全局磁化强度测量代替宇称测量.此外，该方案既不需要精确控制单个量子位，也不需要精确控制相互作用强度。我们讨论了有限横场和非绝热跃迁作为绝热变换的不完全性的影响。通过考虑到有限的持续时间的状态准备，传感和读出，我们还比较了本方案的性能与经典的计划在存在和不存在的失相。
2021-12-12 quant-ph
Flexible resources for quantum metrology
量子精密测量利用纠缠和非经典性，在参数估计问题上比经典方法具有二次优势。然而，实际实现必要的量子探测状态和测量的障碍，这对于不同的量子探测场景变化很大，通常没有考虑在内。我们表明，对于计量学中的各种任务，2D簇态（一种对基于测量的量子计算有用的特殊状态家族）可以作为灵活的资源，允许人们有效地准备任何所需的状态进行检测，并仅使用单个量子位操作进行适当的（纠缠）测量。至关重要的是，量子比特数量的开销小于二次方，从而保持了量子缩放的优势。这通过使用压缩到包含用于感测的所有相关信息的几何尺寸的空间来确保。我们具体演示了如何使用我们的方法来获得最佳的缩放相位和频率估计的局部估计问题，以及贝叶斯等价物与高斯先验的不同宽度。此外，我们表明，在局部相位估计的范例的情况下，1D集群状态是足够的最佳状态的准备和测量。
2017-06-30 quant-ph
Remote preparation of three-photon entangled states via single-photon measurement
远程态制备（RSP）是一种利用量子测量的非局域效应间接操纵量子信息的方法。尽管近年来已经证明RSP可以远程制备多光子态，但需要对相同数量的光子进行量子测量，即，为了通过RSP制备N-光子态，需要对其他N-光子进行量子测量，因此显著地限制了RSP的实用性和适用性。在这里，我们报告的第一个实验演示远程制备三光子纠缠态的测量只有一个光子纠缠的三个光子。我们进一步推广我们的方案，通过单光子测量制备任意光子数和纯度的多光子纠缠态。由于我们的RSP方案依赖于单光子测量引起的非线性效应，因此可以实现线性光学极限之外的多光子纠缠态的量子态工程。我们的研究结果有望对量子精密测量和量子信息处理产生重大影响。
2016-03-29 quant-ph
Experimental Preparation of High NOON States for Phonons
多方纠缠态在量子精密测量和量子计算中有重要的应用。然而，随着粒子数$N$的增加，大纠缠态，特别是NOON态的实验制备仍然具有挑战性。在这里，我们开发了一种确定性的方法来产生任意高的NOON状态的声子和实验创建的状态高达$N=9$声子在两个径向模式的一个单一的捕获\Yb离子。通过对两个运动模的投影声子测量，测量干涉衬度和布居数，我们证明了NOON态的保真度明显高于经典极限。我们还测量了产生的NOON态的量子费舍尔信息，并观察到随着$N$的增加，在相位灵敏度的下界的海森堡标度。我们的方案是通用的，适用于其他光子或声子系统。
2016-11-26 quant-ph
Preparation of Multimode NOON States via Floquet-Engineered Conditional Chiral Excitation
Northeast Normal University（东北师范大学）
本研究提出Floquet工程条件路由框架，利用d能级控制器调控手性激发，实现任意奇数模NOON态的可编程制备，并验证了三模和五模实现及其鲁棒性。
2026-09-15 quant-ph
Globalized Nonlinear Critical Quantum Metrology by Two-photon Rabi-Stark model
通过结合斯托克耦合与双光子Rabi模型，实现非线性临界量子计量的全球化，提升测量精度并保持强压缩资源。
2025-06-03 quant-ph
Achieving the Heisenberg limit using fault-tolerant quantum error correction
Perimeter Institute for Theoretical Physics（Perimeter理论物理研究所）；University of Waterloo（滑铁卢大学）
本文提出了一种容错量子计量学协议，通过重复码和容错逻辑测量，在位翻转噪声下实现海森堡极限。
2026-01-14 quant-ph
Preparation of Schrödinger cat states with cold ions beyond the Lamb-Dicke limit
提出了一种在Raman- $Λ$型组态中制备Lamb-Dicke极限以上薛定谔猫态的方案。结果表明，我们的方案可以更有效地获得SC态比以前的。
2001-03-20 quant-ph
$1/N^2$ Precision Interferometry with Collectively Enhanced Atomic Mirror
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Tsinghua University（清华大学）
本文提出一种无需纠缠态制备的量子干涉测量方法，利用集体增强原子镜实现$1/N^2$精度，超越海森堡极限，具有抗位移和耦合杂乱的优势。
2026-03-30 quant-ph
Controlled Quantum Metrology with Anisotropic Heisenberg Spin Interactions under Intrinsic Decoherence
Akal University（阿卡尔大学）；Nantong University（南通大学）；Yanbian University（延边大学）；University of Glasgow（格拉斯哥大学）；Chandigarh University（昌迪加尔大学）
研究Milburn模型固有退相干下两量子比特各向异性海森堡自旋系统（含DM相互作用）的量子参数估计，利用量子Fisher信息分析磁场和DM相互作用强度的估计精度，发现各向异性交换耦合和初始纠缠态可显著提升性能。
2026-06-16 quant-ph
Control limit on quantum state preparation under decoherence
量子信息技术需要仔细控制以生成和保持期望的目标量子态。当然，最大的实际障碍是退相干。因此，可达性分析，在我们的场景中，旨在估计退相干下的受控状态和目标状态之间的距离，是非常重要的，以评估这些技术的现实性能。本文给出了在退相干过程和几种反馈控制作用下，一般开放马尔可夫量子系统基于量子距离的一个下界。下限是直接计算的，并且可以用作选择目标状态的指导，如在一些示例中所示。此外，该下限还被应用于一些基于大尺寸原子系综的量子精密测量问题的理论极限。
2019-05-29 quant-ph
Relativistic Quantum Metrology in Open System Dynamics
量子精密测量研究如果利用量子策略，则在估计物理量时的精确度的极限。利用主方程方法研究了开放量子系统中作为探测器的二能级原子与无质量标量场相互作用系统的演化。我们采用局部量子估计理论来估计Unruh温度时，探测均匀加速探测器在闵可夫斯基真空。特别是，我们评估的Fisher信息（FI）的人口测量，最大限度地提高其价值在所有可能的检测器的准备和演变时间，并比较其行为与量子费舍尔信息（QFI）。我们发现，当检测器进化足够长的时间时，估计的最佳精度达到。此外，我们发现，在这种情况下，人口测量的FI是独立的检测器的初始准备，是完全等于QFI，这意味着人口测量是最佳的。这一结果表明，达到量子力学所规定的极限精度是可能的。最后，我们注意到，同样的配置也可用于QFI本身的最大值。
2015-01-27 gr-qc hep-th quant-ph
Quantum metrology with a continuous-variable system
本文研究了单模量子连续变量系统的量子计量学，探讨了平移和旋转估计的精度极限与最优策略，比较了量子Fisher信息与基于矩的估计方法，并总结了相关实验成就与新兴平台。
2025-09-15 quant-ph
Combining critical and quantum metrology
本文提出一种将临界计量与传统量子计量相结合的统一协议，通过引入干涉项增强量子Fisher信息，并给出解析表达式及近最优测量方法，适用于封闭和耗散系统。
2024-02-09 quant-ph
Efficient and flexible preparation of photonic NOON states in a superconducting system
Fujian Key Laboratory of Quantum Information and Quantum Optics, Fuzhou University（福建量子信息与量子光学重点实验室，福州大学）；Department of Physics, Fuzhou University（福州大学物理系）；School of Physics, Hangzhou Normal University（杭州师范大学物理学院）；Quantum Information Physics Theory Research Team, Center for Quantum Computing, RIKEN（理研量子计算中心量子信息物理理论课题组）
本文提出一种在超导系统中利用微波谐振腔和辅助五能级四能级制备NOON态的高效协议，通过调整外部经典场实现任意光子数N的制备，具有高保真度和灵活性。
2026-03-18 quant-ph
Quantum Advantage in Postselected Metrology
我们发现，后选择提供了一个非经典的优势，在计量学。在每个参数估计实验中，最终测量或后处理都会产生一些成本。后选择可以提高费歇尔信息（从实验中了解到的关于未知参数的平均信息）对成本的比率。这种改进，我们表明，源于一个quasiprobidity分布，量子扩展的概率分布的负性。在一个经典理论中，所有的可观测量都是可交换的，我们的准概率分布可以表示为实数和非负的。在量子力学的非对易理论中，非经典性表现为负的或非实的准概率。该分布的非经典负值使后选择实验甚至优于输入状态和最终测量被优化的无后选择实验：后选择量子实验可以产生非常大的信息成本率。我们证明，这种优势是真正的非经典：没有经典的交换理论可以描述任何量子实验，提供了一个巨大的费舍尔信息。最后，我们概述了一个简化和postselection程序，可以产生一个任意大的Fisher信息。我们的研究结果建立了一个非经典的优势，利用我们的准概率分布作为一个数学工具。
2020-09-25 quant-ph
Noisy quantum metrology enhanced by continuous nondemolition measurement
我们表明，连续量子非破坏（QND）测量的原子系综是能够提高频率估计的精度，即使在存在独立的退相作用于每个原子。我们数值模拟了最初在（经典）自旋相干态中准备的多达N = 150个原子的系综的动力学，并且我们表明，由于测量动态产生的自旋压缩，从连续光电流中获得的信息相对于原子数N超经典地缩放。我们提供的证据表明，这种超经典标度适用于不同值的退相和监测效率。此外，我们计算的额外信息，可通过一个最终的强测量的动力学过程中产生的条件状态，并表明，相应的极限几乎是通过一个投影测量的自旋压缩集体自旋算子实现。我们还简要地讨论了我们的协议和标准的估计方案，状态准备时间被忽略之间的差异。
2020-11-12 quant-ph
