Universal time scaling for Hamiltonian parameter estimation
时间是一种宝贵的资源,似乎直观的是,更长的时间应该导致更好的精度在哈密顿参数估计。然而,最近的研究对这种直觉提出了质疑,表明在某些情况下,更长的时间甚至可能导致更差的估计。在这里,我们表明,直觉可以恢复,如果相干反馈控制。通过导出渐近最优反馈控制,我们给出了反馈控制在哈密顿参数估计中所能提供的最大改进的量化,并给出了在最优反馈方案下哈密顿参数估计精度极限的普遍时间尺度。
2015-03-24 quant-ph
Two-parameter estimation via photon subtraction operation within a feedback-assisted interferometer
本文研究在反馈辅助干涉仪中引入多光子扣除操作以提升单参数和双参数估计精度,发现存在最优反馈强度,并证明增加模内关联、降低模间关联可进一步提高估计精度。
2025-06-06 quant-ph
Selecting Efficient Phase Estimation With Constant-Precision Phase Shift Operators
我们调查三个相位估计程序,只需要恒定精度的相移运营商的成本。成本是指基本门的数量,而不仅仅是测量的数量。当所需精度n较大时,更快的相位估计需要具有\log * 减小因子的最小数量的测量。与Kitaev的方法相比,任意恒定精度方法(ACPA)需要最少数量的基本门,最小减少因子为14。在ACPA中,随着精度的提高,减少因子增加。Kitaev的方法在基本门计数方面与更快的相位估计相比具有14的减少因子。
2013-06-12 quant-ph
Quantum Speed Limit and Quantum Thermodynamic Uncertainty Relation under Feedback Control
本文建立马尔可夫反馈协议下量子速度极限与热力学不确定关系的理论框架,证明反馈可通过改变热力学代价的时间标度,使速度和精度突破无控系统的根本界限。
2025-09-29 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
Feedback-Enhanced Quantum Metrology and Clock Precision under Thermodynamic Uncertainty
Key Laboratory of Intelligent Optoelectronic Devices and Chips of Jiangsu Higher Education Institutions, School of Physical Science and Technology, Suzhou University of Science and Technology(江苏高校智能光电器件与芯片重点实验室,苏州科技大学物理科学与技术学院);Advanced Technology Research Institute of Taihu Photon Center, School of Physical Science and Technology, Suzhou University of Science and Technology(太湖光子中心先进技术研究院,苏州科技大学物理科学与技术学院);Department of Physics, Zhejiang Normal University(浙江师范大学物理系)
该研究构建了幺正跃迁反馈下开放量子系统的全计数统计,推导了反馈修正的热力学不确定性关系,发现反馈可在不改变平均热力学流的前提下增强储库参数估计与量子时钟精度。
2026-09-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
Kramers-Kronig relations and precision limits in quantum phase estimation
任何测量的最终精度都取决于实现观察的物理过程。量子精密测量的方法现在已经成功地建立了噪声信道上相位测量的可实现精度的界限。特别是,他们证明了如何海森堡标度的精度不能在这些条件下实现。在这里,我们讨论了如何在存在损失的最终约束有一个物理动机的Kramers-Kronig关系,我们展示了他们如何链接的相位估计的精度上的损失参数。
2021-07-22 quant-ph
Effects of the reservoir squeezing on the precision of parameter estimation
基于非微扰方法,分析了库压缩效应对参数估计精度的影响。得到了精确解析的量子费舍尔信息(QFI)。结果表明,QFI依赖于估计的参数和它的衰减可以减少压缩水库相比,热(真空)水库,特别是,如果满足压缩相位匹配。
2015-09-14 quant-ph
Quantum parameter estimation with general dynamics
在量子精密测量和一般的量子参数估计中的主要任务之一是找出在给定资源和达到该精度的设计方案的情况下可实现的最高精度。在本文中,我们提出了量子参数估计的一般框架,该框架将最终精度限制直接与底层动力学联系起来。在这个框架下,我们提出了系统的方法来计算最终的精度限制和最佳的探针状态。我们进一步证明了权力的框架推导出一个充分条件时,辅助系统是没有用的,以提高精度限制。
2016-05-20 quant-ph
Quantum multiparameter estimation with graph states
针对 SU(2) 多参数同时估计难题,提出基于 n 量子比特图态和 SU(N) 演化的估计方案,证明其可达到量子 Cramér-Rao 界。
2023-06-06 quant-ph
Enhancing parameter estimation precision in dissipative environment with two-photon driving
本文研究了在不可避免的耗散环境中光场的频率估计问题。通常,耗散噪声大大降低了精度。在这里,我们发现双光子驱动可以通过抵抗噪声来提高测量精度。此外,在长时间内,在适当的参量双光子驱动下,频率的不确定度可以接近于0,这与没有参量双光子驱动时频率的不确定度趋于无穷大形成了鲜明的对比。结果表明,在长编码时间条件下,双光子驱动可以实现耗散环境下的超灵敏测量。
2019-08-11 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
Classical-driving-enhanced parameter-estimation precision of a non-Markovian dissipative two-state system
在非马尔可夫耗散过程框架下,研究了受驱动两态系统中相位参数的量子费舍尔信息(QFI)动力学。通过精确求解行波近似下的哈密顿量,论证了记忆效应、经典驱动和失谐对参数估计精度的影响。与马尔可夫耗散的存在下得到的结果形成鲜明对比,我们发现,经典驱动可以大大提高QFI,即在非马尔可夫制度的参数估计的精度。此外,参数估计精度甚至可以保持从周围的非马尔可夫耗散的影响与经典驱动的援助。值得注意的是,我们发现,QFI的增强和保存高度依赖于经典驱动和非马尔可夫效应的组合。最后,通过准模理论对这一现象进行了详细的唯象解释
2015-04-27 quant-ph
Impact of the Unruh effect on the estimation precision of Gaussian channel parameters
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Unruh效应对高斯信道参数估计精度的影响,发现其显著降低单参数和双参数估计精度,并证明量子Cramér-Rao界是渐近可达的精度极限,零差测量在高加速或大热均值时接近最优。
2026-06-08 quant-ph
Learning feedback control strategies for quantum metrology
我们考虑了在压缩哈密顿量下演化的单玻色场的频率估计问题,并通过零差检测进行连续监测。特别是,我们利用强化学习技术来设计反馈控制策略,以提高估计精度。我们表明,由神经网络确定的反馈控制大大超过在长时间限制的性能的“无控制”的战略和标准的“开环控制”的战略,我们认为是基准。我们确实观察到设计的策略是如何能够通过准备对应于更敏感的量子条件态的大部分轨迹来优化非平凡的估计问题。
2022-04-18 quant-ph
High-precision test of Landauer's principle in a feedback trap
我们证实了Landauer的1961年的假设,减少系统中可能的宏观状态的数量的一个因素,两个需要至少kT ln 2的工作。我们的实验使用了一个胶体粒子在一个时间依赖性,虚拟的反馈陷阱创建的潜力,以实现兰道尔的擦除操作。在控制实验中,不减少系统状态数量的类似操作可以可逆地进行。因此,擦除信息需要工作。在单个循环中,擦除的功可以低于Landauer极限,与Jarzynski等式一致。
2014-08-16 cond-mat.stat-mech quant-ph
The precision of parameter estimation for dephasing model under squeezed reservoir
研究了压缩环境下退相模型参数估计的精度。我们解析地计算了退相因子$γ(t)$,得到了振幅参数$α$和相位参数$ϕ$的解析量子费舍尔信息(QFI)。结果表明,振幅参数$α$的QFI在整个过程中是不变的,而相位参数$ϕ$的QFI强烈依赖于储层的挤压。结果表明,适当的挤压参数$r$和$θ$可以提高QFI。最后,我们还研究了温度对QFI的影响。
2018-02-25 quant-ph
Precision bounds for quantum phase estimation using two-mode squeezed Gaussian states
本文研究双模压缩高斯态量子相位估计的精度界限,通过最大化量子Fisher信息发现两个单模压缩真空态为最优输入,其精度比Heisenberg极限高2倍,且在光子损耗率低于0.4时仍优于散粒噪声极限。
2024-07-18 quant-ph
Joint estimation of position and momentum with arbitrarily high precision using non-Gaussian states
本文研究了量子粒子位置与动量变化的联合估计问题,提出利用非高斯态可克服非对易算符限制,实现任意高精度和低量子不相容性的同时估计,并证明纯非高斯态及特定高斯态混合物均优于高斯态。
2025-04-04 quant-ph
Quantum parameter estimation with optimal control
在量子精密测量和一般量子参数估计中的一个关键任务是设计在给定资源下实现最高精度的方案。量子精密测量的标准模型通常假设动力学是固定的,通过准备最佳的探测态和执行最佳的测量来实现最高的精度。然而,在许多实际的实验设置中,通常可以使用附加的控制来改变动态。在这里,我们建议使用最优控制方法进一步提高量子参数估计的精度限制。我们表明,通过探索控制提供的额外的自由度,可以实现更高的精度限制。特别是,我们表明,控制计划下的精度限制可以超越相干时间,这是在对比度的精度限制总是由相干时间的标准计划的约束。
2017-06-21 quant-ph
Faster ground state preparation and high-precision ground energy estimation with fewer qubits
我们提出了一个通用的量子算法,用于从给定的试探态制备量子哈密顿量的基态。该算法基于最近在解决量子线性系统问题的背景下开发的技术[Childs、Kothari、Somma'15]。我们表明,相比基于相位估计的算法,我们的算法的运行时间是指数更好的允许误差的函数,至少二次方更好的重叠与审判状态的函数。我们还表明,我们的算法需要更少的辅助量子比特比现有的算法,使其具有吸引力的小型量子计算机的早期应用。此外,如果需要非常高的精度,则它可以用于比相位估计更快地确定未知的地面能量。
2018-02-02 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 Phase Estimation with Arbitrary Constant-precision Phase Shift Operators
虽然量子相位估计(QPE)是迄今为止已知的许多量子算法的核心,但其物理实现(基于量子傅里叶变换(QFT)的算法)受到高精度受控相移算子要求的高度约束,这仍然难以实现。在本文中,我们介绍了一种替代方法来近似实现QPE与任意恒定精度控制相移运营商。新的量子算法弥合了基于QFT的QPE算法和Kitaev原始方法之间的差距。为了近似本征相位精确到第n位,Kitaev的原始方法不需要任何受控相移算子。相比之下,基于QFT或近似QFT的QPE算法需要具有至少Pi/2n的精度的受控相移算子。新的方法填补了空白,只需要任意恒定精度的控制相移运营商。从物理实现的角度来看,新算法优于Kitaev的方法。
2011-09-22 quant-ph
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
Quantum metrology in a nonlinear-interferometer with feedback
本文提出带反馈回路的非线性干涉仪,通过两种反馈方案提升相位估计的量子Fisher信息,在低损耗和小相位条件下优于标准SU(1,1)干涉仪,并可通过压缩与反压缩算符切换增强大相位下的QFI。
2025-07-23 quant-ph
Improving the precision of multiparameter estimation in the teleportation of qutrit under amplitude damping noise
自量子隐形传态被发现以来,它一直致力于将未知的量子态从一方传送到另一方。然而,在遥感场景中,人们真正关心的是某些参数所携带的信息。研究了振幅阻尼噪声下量子隐形传态的多参数估计问题。特别地,提出了利用弱测量(WM)和环境辅助测量(EAM)来对抗AD噪声并提高多参数估计精度的两种方案。对于编码在量子态中的两相参量,可以得到量子费舍尔信息矩阵(Qk)的解析表达式。结果表明,EAM方案在提高独立估计精度和联合估计精度方面均优于WM方案。值得注意的是,EAM方案可以完全保证估计精度免受AD噪声的污染。其原因应归因于在AD噪声之后进行EAM的事实。因此,它从系统和环境中提取信息。研究结果表明,WM和EAM技术有助于远程量子传感,并可以推广到其他基于量子的量子信息任务下AD退相干。
2023-01-20 quant-ph
Multi-parameter estimation enhanced by level crossing Hamiltonian structure with Bayesian feedback
Tohoku University(东北大学)
该研究建立了连接能级交叉结构与量子计量精度极限的框架,提出基于幺正猝灭动力学和贝叶斯估计的传感协议,其精度达到Holevo-Cramer-Rao界,为多参数传感提供了通用工作点。
2026-10-14 quant-ph
Identifiability and Estimation Precision in Quantum Network Tomography with Imperfect Bell-State Measurements
CONNECT Research Centre, School of Engineering, Trinity College Dublin(都柏林三一学院工程学院连接研究中心);Manning College of Information and Computer Science, University of Massachusetts, Amherst(马萨诸塞大学阿默斯特分校曼宁信息与计算机科学学院);Department of Computing, School of Science, South East Technological University(东南理工大学理学院计算系)
该研究针对不完美贝尔态测量下的量子网络层析成像,设计探针确保可辨识性并推导相关矩阵与估计器,证实其能在网络规模增大时维持链路参数估计精度稳定,均方误差随样本量趋近克拉美罗界。
2026-08-25 quant-ph
Curve-Fitted QPE: Extending Quantum Phase Estimation Results for a Higher Precision using Classical Post-Processing
本文提出了一种结合标准QPE电路与曲线拟合经典后处理的混合量子-经典方法,实现了高精度和最佳Cramér-Rao下界性能,且误差分辨率与VQE和MLAE算法相当,并有望扩展至多相位估计。
2024-09-24 quant-ph
Parameter Estimation with Dzyaloshinskii-Moriya Interaction under External Magnetic Fields
研究了在存在Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)相互作用的XX模型中,外加磁场对两自旋热纠缠参数估计精度的影响.通过计算量子费舍尔信息,我们发现均匀磁场B、非均匀磁场b或DM相互作用D都能提高参数估计的精度,克服热化的破坏性影响。我们还表明,对于所考虑的模型,b和D的影响是相同的。然而,b和B(或D和B)两者的存在降低了精度。我们发现,为了提高参数估计任务的精度,在铁磁的情况下,B和B在反铁磁的情况下,应用B应该是首选。
2016-02-11 quant-ph
Measurement Strategies and Estimation Precision in Quantum Network Tomography
本文研究了量子网络层析成像中三种链路参数估计测量策略,推导了QFIM并通过QCRB评估精度,发现预共享纠缠辅助测量精度最高,且不同策略在不同噪声与监测器数量下各有优势,为实验网络测量选择提供了基础。
2025-11-03 quant-ph
Multi-objective Optimization in Quantum Parameter Estimation
研究了开放量子系统中基于线性控制和Kerr型非线性控制的量子参数估计问题,并将耗散率作为未知参数。我们表明,虽然参数估计的精度得到提高,它通常会引入一个显着的变形系统状态。此外,我们提出了一个多目标模型来优化两个相互冲突的目标:(1)最大化Fisher信息,提高参数估计精度,(2)最小化系统状态的变形,保持其保真度。最后,通过对一个简化的ε约束模型的仿真,验证了哈密顿控制在提高量子参数估计精度方面的可行性.
2017-12-11 quant-ph
Thermodynamic uncertainty relation under continuous measurement and feedback with quantum-classical-transfer entropy
The University of Tokyo(东京大学);Inamori Research Institute for Science (InaRIS)(稻盛科学研究所)
研究通过量子-经典转移熵量化连续测量获得的信息,揭示了电流精度受信息热力学成本约束,并展示反馈可提升精度同时抑制熵产。
2026-03-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Estimation with ultimate quantum precision of the transverse displacement between two photons via two-photon interference sampling measurements
本文提出基于横向动量采样测量的双光子干涉方案,可在估计两光子横向位移时实现终极量子精度,且不受波包重叠影响,为超分辨纳米成像开辟新范式。
2024-05-02 quant-ph
NMR Protocol for Black-Box Ergotropy Estimation via Feedback Algorithm
针对量子层面能量存储与使用研究,提出并实验验证基于反馈的FQErgo算法,实现黑箱量子功估计及任意初始态到被动态的转换,通过数值分析和NMR实验证实其有效性,为量子功提取与被动态制备提供实用方法。
2025-08-23 quant-ph
Refining Quantum Phase Estimation Precision Conditions on Unitaries for Many-Electron Systems
TotalEnergies(道达尔能源);QUANTSOC
本文探讨了在多电子系统中量子相位估计精度受近似受控单元操作影响的问题,推导了控制QPE能量估计和输出态精度的条件,并通过氢分子的数值示例验证了结果。
2026-07-14 quant-ph
Orders matter: tight bounds on the precision of sequential quantum estimation for multiparameter models
针对多参数量子计量的极限精度问题,提出分步序贯估计策略,推导其紧可达精度界及优于联合测量的解析条件,验证其在非最优探针等场景的计量优势。
2025-10-22 quant-ph
Quantum phase estimation with lossy interferometers
本文详细讨论了在光子损耗情况下双模光学干涉的最佳量子态。我们推导了利用具有一定光子数的光的量子态获得的相位估计精度的解析公式,并证明了精度的最大化是一个凸优化问题。相应的最佳精度,即最低可能的不确定性,被证明击败标准量子限制,从而优于经典干涉。此外,我们还讨论了更一般的输入:光子数不确定的状态和光子分布在可区分的时间仓之间的状态。我们证明了这两种方法都无助于提高相位估计精度。
2009-06-18 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
Heisenberg scaling precision in the estimation of functions of parameters
我们提出了一种新的策略,在估计任何数量的任意参数编码在一个通用的$M$通道线性网络的$l$的函数达到海森堡标度精度。该方案仅采用单模压缩真空和单通道零差检测,在实验上是可行的。需要两个辅助线性网络,它们的作用是双重的:在与干涉仪相互作用后将信号重新聚焦到单个通道中,以及根据所分析的线性网络固定待估计的参数的函数。虽然重新聚焦需要一些知识的参数,我们表明,所需的精度在先前的测量是散粒噪声,从而实现与一个经典的测量。最后,我们讨论两个范例计划,其中的辅助阶段的选择允许改变未知参数的函数估计。
2021-03-15 quant-ph
An Iterative Method to Improve the Precision of Quantum Phase Estimation Algorithm
针对 QPE 精度受时间跨度和辅助量子比特限制的问题,提出利用不同时间跨度传播子迭代细化相位分支的方法,可在少量辅助量子比特和 NISQ 设备上高精度定位本征能量。
2024-02-22 quant-ph
Quantum estimation of detection efficiency with no-knowledge quantum feedback
Faculty of Science, Guilin University of Aerospace Technology(桂林航天工业学院理学院)
本文研究了基于无知识测量的反馈控制在估计探测效率精度中的应用,发现无知识测量是估计探测效率的最优方法,并展示了在探测效率较低或较高时可获得更高的精度,同时证明无知识反馈可消除退相干,并在同时估计频率和探测效率参数时表现优异。
2017-08-14 cs.SY eess.SY quant-ph
Quantum thermodynamic uncertainty relation under feedback control
该研究推导了跳变测量与零差检测下反馈控制的量子热力学不确定关系,揭示反馈控制可提升连续测量系统的精度,且通过数值模拟验证了结论。
2023-12-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Near-Heisenberg-limited parameter estimation precision by a dipolar-Bose-gas reservoir engineering
我们提出了一个方案,通过将原子浸入热平衡的准一维偶极玻色-爱因斯坦凝聚体库中来获得海森堡极限参数估计精度。通过调节偶极相互作用和接触相互作用的相对强度和符号,偶极原子与浸没原子之间的碰撞可以产生可控的非线性相互作用.我们发现,排斥偶极相互作用库有利于自旋压缩和纠缠非高斯态的出现。作为量子精密测量的一个有用的资源,我们还表明,非高斯态的海森堡标度的相位估计精度,优于自旋压缩态。
2018-01-02 cond-mat.quant-gas quant-ph
Thermodynamic Uncertainty Relation with Quantum Feedback
Center for Gravitational Physics and Quantum Information, Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University(京都大学汤川理论物理研究所引力物理与量子信息中心)
本研究通过量子反馈机制推导了有限时间热力学不确定性关系,揭示了反馈控制对涨落的抑制作用及其热力学成本,同时展示了反馈在量子钟精度提升中的应用。
2026-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Squeezed light and coherent feedback enhanced multiparameter quantum estimation in a double-cavity optomechanics: steady and dynamical states
Mohammed V University in Rabat(拉巴特穆罕默德五世大学);Ibnou Zohr University(伊本·祖赫尔大学);Hamedan University of Technology(哈马丹理工大学)
本研究在耦合腔光力学平台中,结合参量放大与相干光反馈,实现了光力学耦合强度和腔耗散率的多参数量子估计,明确了两类调控机制对估计精度的影响及最优参数区域。
2026-09-15 physics.optics quant-ph
On estimation and feedback control of spin-1/2 systems with unknown initial states
在本文中,我们考虑随机主方程描述的量子系统与电磁场进行连续时间测量的相互作用的演变。特别地,我们研究了量子自旋1/2系统在不知道初态和存在测量缺陷的情况下的反馈控制。我们证明了在适当的反馈控制器的假设下,实际量子滤波器和其相关的估计滤波器之间的保真度收敛到一个。这表明这种滤波器的渐近收敛。此外,对于自旋-J系统,我们讨论了实际的量子滤波器及其相关的估计滤波器的渐近行为和指数稳定这样的系统的测量算子的本征向量通过适当的反馈的可能性。
2019-12-02 math-ph math.MP math.OC
Ten more times precision improved method for surface roughness estimation with weak measurement
高精度的表面粗糙度估计在许多应用中起着重要的作用。然而,经典的估计方法受到散粒噪声的限制,只能达到0.1 nm的精度与白光干涉仪。在这里,我们提出了两个弱测量方案估计表面粗糙度,通过频谱分析和强度分析。利用现有的$Δλ= 0.04$ pm谱仪,光谱分析法的估算精度约为$10 ^{-5}$ nm,相应的灵敏度优于0.1 THz/nm。该光强分析方案的精度和灵敏度分别达到0.07nm和1/nm。通过引入调制相位,我们表明,在我们的计划中实现的灵敏度和精度可以有效地保留在一个更宽的动态范围。在此基础上,进一步给出了表面轮廓仪的实验设计。它同时满足高精度、高灵敏度和宽测量范围的要求,使其成为一种有前途的实用工具。
2022-02-28 physics.optics quant-ph
Revealing precision bounds on neutrino oscillation parameters with quantum estimation theory
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院高能物理研究所);School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学学院);KTH Royal Institute of Technology(皇家理工学院)
应用量子估计理论到中微子振荡,通过计算量子Fisher信息矩阵,推导出典型反应堆和长基线加速器实验中振荡参数的量子Cramér-Rao界限,为未来实验提供理论精度基准。
2026-06-29 hep-ph quant-ph
Coherent-Classical Estimation for Linear Quantum Systems
University of Warwick(华威大学);Australian National University(澳大利亚国立大学)
研究线性量子系统的相干-经典估计方案,分析相干反馈对估计性能的影响,指出在特定条件下相干估计优于经典估计。
2017-04-05 cs.SY eess.SY math.OC
Parameter estimation for an expanding universe
研究了膨胀Robertson-Walker宇宙中Dirac场激发的参数估计。我们采用量子精密测量技术来证明高精度估计膨胀宇宙体积率的可能性。我们发现,估计的最佳精度敏感地依赖于狄拉克粒子的无量纲质量$\tilde{m}$和无量纲动量$\tilde{k}$。比值估计的最佳精度在某个有限的无量纲质量$\tilde{m}$和动量$\tilde{k}$处达到峰值。我们发现,通过选择探测态作为哈密顿量的特征向量,可以提高估计的精度。这是因为最大的量子费舍尔信息是通过在特定探测态的本征向量上执行投影测量而获得的。
2015-01-31 gr-qc quant-ph
Enhanced Precision in Entangled Quantum Clocks with Phase Estimation Algorithm
Chonnam National University(全南国立大学)
本文提出一种结合量子相位估计算法的增强型纠缠量子钟协议,通过高纠缠多钟态直接估计未知相位的 proper-time 差异,突破标准投影噪声限制,扩展了原始 EQC 框架。
2026-09-18 gr-qc quant-ph
Enhanced multiparameter quantum estimation in cavity magnomechanics via a coherent feedback loop
Mohammed V University(穆罕默德五世大学);Prince Sultan University(苏丹王子大学)
通过相干反馈回路提升混合腔室磁振子机械系统中多参数量子估计的精度与性能。
2026-02-16 math-ph math.MP 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