Metrological Nonlinear Squeezing Parameter
众所周知的非线性压缩参数（如正交压缩或自旋压缩）有效地量化了高斯态的灵敏度。然而，这些参数不足以表征更广泛类别的高度敏感的非高斯状态。在这里，我们介绍了一类非线性压缩参数的测量观测值之间的一组给定的可达（可能是非线性的）运营商的分析优化获得。这允许离散和连续变量的非高斯量子态的非线性表征。我们的研究结果导致优化和实验上可行的配方高精度矩为基础的相位参数估计，并可用于系统地构建多体纠缠和非经典证人复杂的量子态。
2019-03-08 quant-ph
Quantum metrological advantage of high-order squeezed states
Universidad Carlos III de Madrid（马德里卡洛斯三世大学）
本文研究了高阶压缩态在计量中的优势，发现非高斯态在等 occupation 条件下优于标准压缩真空，但其鲁棒性受压缩类型影响，纯退相干会削弱其优势。
2026-04-10 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
Metrological power of incompatible measurements
本文证明测量不相容性是提高量子计量学精度的必要资源，提出操作准概率方法，证明其Fisher信息可超越传统量子Fisher信息，并在量子比特参数估计中实现极高精度，有望改进量子传感器。
2023-11-20 quant-ph
Restoring metrological quantum advantage of measurement precision in noisy scenario
本文证明在局域退相干噪声下，通过引入伊辛相互作用可恢复最大纠缠态在频率估计中的量子优势，并揭示耦合常数估计精度随初始纠缠增加而单调下降。
2024-05-24 quant-ph
Metrological complementarity reveals the Einstein-Podolsky-Rosen paradox
爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）悖论在我们理解量子力学中起着基础性的作用，并且与预测非对易测量结果的可能性有关，其精度似乎违反了不确定原理。这种与互补性的明显矛盾是由比纠缠更强的非经典相关性（称为转向）造成的。量子信息认识到转向是许多任务的重要资源，但与纠缠相反，它在计量学中的作用迄今仍不清楚。在这里，我们制定的EPR悖论的框架内的量子精密测量，表明它能够精确估计的本地相移和其产生的观察。采用更严格的制定量子互补性，我们推导出一个标准的基础上的量子费舍尔信息，检测转向在一个更大的类的状态比众所周知的不确定性为基础的标准。我们的结果确定了有用的转向量子增强的精度测量，并允许一个国家的最先进的实验中发现非高斯状态的转向。
2022-07-12 quant-ph
Role of quantum correlation in metrology beyond standard quantum limit
研究了存在量子关联时的量子精密测量。基于量子费舍尔信息的量子关联测度使我们能够更深入地了解量子关联是如何在设置精度方面起作用的。我们的分析表明，在量子精密测量中，纠缠和量子关联对提高测量精度起着重要作用。即使在没有纠缠的情况下，量子关联也可以作为超越标准量子极限和达到海森堡极限的资源。清楚地解开量子关联的作用，更严格的界限上的精度推导。
2014-06-27 quant-ph
Quantum Metrological Limits via a Variational Approach
物理参数估计中可达到的最小统计不确定度由量子费舍尔信息确定。它的计算噪声系统仍然是一个具有挑战性的问题。使用变分方法，我们提出了一个方程获得的量子费舍尔信息，它有一个明确的依赖于数学描述的噪声。应用该方法得到了相位扩散条件下相移估计的量子精度的解析界，表明估计不确定度不能小于噪声相关常数.
2012-11-20 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
Finite-error metrological bounds on the multi-parameter Hamiltonian estimation
研究了未知哈密顿量中多个参数的估计问题。我们提出了在规定的公差$δ$内完成估计所需的时间的上限和下限。利用Cramér-Rao不等式给出了该下界，其中量子费舍尔信息以平方演化时间为界.上界是由一个明确的建设估计程序。通过比较不同哈密顿通道数的情况，我们还发现自适应反馈的少通道过程和纠缠的多通道过程是等价的，它们所需的时间资源是相同的，直到一个常数因子。
2018-01-04 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
Metrological Sensitivity beyond Gaussian Limits with Cubic Phase States
三次相位态在量子计量中超越高斯极限，通过非高斯资源实现更高的灵敏度和鲁棒性。
2025-12-03 quant-ph
Quantum Confocal Microscopy in Fock Space with a 19 dB Metrological Gain
Center for Quantum Information, Institute for Interdisciplinary Information Sciences, Tsinghua University（清华大学交叉信息研究院量子信息中心）；Laboratory of Quantum Information, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学量子信息实验室）
本研究提出一种在Fock空间中实现的量子共聚焦显微镜，通过确定性制备量子探针和高效提取计量信息，实现19 dB的计量增益。
2026-02-26 quant-ph
Quantum sensing close to a dissipative phase transition: symmetry breaking and criticality as metrological resources
我们研究了单量子位激光器作为量子传感器测量驱动场的振幅和相位的性能。利用参数估计理论，我们证明了某些合适的场求积是激光相位的最佳可观量。量子费舍尔信息与玻色子的数目成线性比例，因此可以通过增加作用在量子比特上的非相干泵浦来提高精度。如果我们只测量玻色子数，那么最佳工作点就是激光相变的临界点。我们的结果指出了对称性破缺、耗散相变和有效的参数估计之间的密切联系。
2017-06-02 quant-ph
Precision magnetometry exploiting excited state quantum phase transitions
本文利用Lipkin-Meshkov-Glick模型中的激发态量子相变，基于Fisher信息宽峰提出高效精密磁力测量方案，并可用于探测模拟该模型的系统微观性质。
2024-07-05 cond-mat.stat-mech quant-ph
Nonclassical Light and Metrological Power: An Introductory Review
本文介绍了光的量子非经典性的概念及其在光学量子精密测量中的作用。本文的第一部分着重于定义和描述非经典性的概念，以及如何在辐射场中对其进行量化。还讨论了几个突出的非经典光的例子。论文的第二部分通过非经典的视角来看待量子精密测量。我们介绍了一些关键的概念，如量子费舍尔信息，Cram{é}r-Rao界限，标准量子极限和Heisenberg极限，并讨论了如何利用非经典光来克服经典限制在高精度测量。这里的讨论将主要是理论性的，并参考一些具体的实验实现。
2019-12-03 quant-ph
Volume-law protection of metrological advantage
Institute for Quantum Optics and Quantum Information of the Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院量子光学和量子信息研究所）；Faculty of Physics, University of Warsaw（华沙大学物理系）；Qilimanjaro Quantum Tech（基利马扎罗量子技术）
该研究通过散乱机制保护计量优势，证明在粒子损失时，剩余子系统大小超过N/2可恢复完整量子 Fisher 信息。
2026-02-09 cond-mat.quant-gas quant-ph
Trade-off relation between integrated metrological gain and local dissipation in magnetic-field sensing by quantum spin ensemble
Tohoku University（东北大学）
本研究探讨了磁场传感中集成计量增益与局部耗散之间的权衡关系，通过量子 Fisher 信息和主方程分析，揭示了耗散对计量性能的影响。
2025-12-25 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
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
Metrological detection of multipartite entanglement through dynamical symmetries
本文通过对Mazur-Suzuki关系的动力学推广，基于动力学对称性为热Gibbs态的量子Fisher信息提供了严格下界，并证明该下界在完整对称性集合下可达饱和，为从非平稳动力学性质检测多体纠缠提供了新视角。
2023-04-02 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
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
Metrological approach to the emergence of classical objectivity
University College Dublin（都柏林大学学院）；University College Cork（科克大学学院）；Università degli Studi di Palermo（巴勒莫大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；University of Maryland, Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩分校）；National Quantum Laboratory（国家量子实验室）；University of Rochester（罗切斯特大学）
本文通过量子度量学方法，结合量子达尔文主义，揭示了经典性出现的速率与测量选择的关系，并展示了最优测量对经典性出现的指数影响。
2026-02-17 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
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
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
Preserving Heisenberg-Limited Metrological Information during Storage via Correlated-Noise Correction
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Anhui University（安徽大学）；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）
该研究提出关联噪声校正协议，可在量子探针存储阶段保护其量子费舍尔信息，为传感驱动的量子信息处理提供实用构建模块。
2026-08-11 quant-ph
Reference-frame-independent quantum metrology
University of Tsukuba（筑波大学）；Center for Artificial Intelligence Research (C-AIR), University of Tsukuba（筑波大学人工智能研究中心）；QSTAR, INO-CNR, and LENS（QSTAR、INO-CNR和LENS）；Universität Siegen（锡根大学）；Department of Theoretical Physics, University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学理论物理系）；EHU Quantum Center, University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学EHU量子中心）；Donostia International Physics Center DIPC（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯克，巴斯克科学基金会）；HUN-REN Wigner Research Centre for Physics（匈牙利研究与教育网络维格纳物理研究中心）
本文提出在无共同参考系情况下，通过制备多个量子系统副本并进行局部测量实现非线性量子计量，推导了基于局部单位元不变量的计量精度公式，并分析了局部退相干对精度标度的影响。
2026-03-27 quant-ph
Metrological characterisation of non-Gaussian entangled states of superconducting qubits
多体纠缠态是量子信息处理和量子精密测量的重要资源。特别地，非高斯纠缠态被预测比高斯态实现更高的精确测量灵敏度。传统的线性Ramsey压缩参数（RSP）基于量子纠缠敏感性，可以有效地描述高斯纠缠原子态，但不能描述更广泛的高灵敏度非高斯纠缠原子态.这些复杂的非高斯纠缠态可以分类的非线性压缩参数（NLSP），作为RSP相对于非线性可观测量的推广，并通过Fisher信息识别。然而，NLSP从未被实验测量过。利用一个19量子位的可编程超导处理器，我们报道了在其非线性动力学过程中产生的多粒子纠缠态的特性。首先，选择10个量子比特，我们通过在几个不同方向上的集体自旋算符的单次读出来测量RSP和NLSP。然后，通过提取所有19个量子比特的时间演化态的Fisher信息，我们观察到超过标准量子极限的9.89 $^{+0.28}_{-0.29}$ dB的大的量子增益，表明量子增强相位灵敏度的高水平的多粒子纠缠。得益于高保真全控制和可寻址单次读出，具有互连量子位的超导处理器为工程和基准测试非高斯纠缠态提供了一个理想的平台，这些纠缠态对量子增强计量有用。
2021-03-30 quant-ph
Optimal witnessing of the quantum Fisher information with few measurements
我们展示了如何根据任意选择的一组观测量的期望值来验证量子态的非线性有用性。特别是，我们估计的量子费舍尔信息作为一个数字的优点的有用性。对于给定的不完全信息，我们给出了量子费舍尔信息的一个紧下界.我们应用我们的方法的结果，各种多粒子量子态在实验中制备的光子和囚禁离子，以及自旋压缩态和Dicke态实现在冷气体。我们的方法可以用于检测和量化计量有用的纠缠在非常大的系统，基于几个运营商的期望值。我们也获得了新的见解之间的差异，有用的多体纠缠和纠缠一般。
2017-04-24 quant-ph
Asymptotically optimal joint phase and dephasing strength estimation using spin-squeezed states
Faculty of Physics, University of Warsaw（华沙大学物理系）；Institute of Physics PAS（波兰科学院物理研究所）
本文提出一种涉及一轴扭曲自旋压缩态的N量子比特协议，实现相位和退相位强度的联合估计，其精度渐近接近量子计量基本界限。
2026-03-21 quant-ph
Metrological robustness of high photon number optical cat states
本文提出通过高次谐波产生的高光子数光学猫态，在光子损耗下仍保持计量鲁棒性，显著优于传统偶/奇猫态，可用于实际相位估计。
2024-04-17 quant-ph
Achieving quantum metrological performance and exact Heisenberg limit precision through superposition of $s$-spin coherent states
本研究利用$s$-自旋相干态叠加实现量子相位估计，解析证明自旋猫态精度可达海森堡极限，并给出三种相位生成算子的量子Cramér-Rao界通用表达式。
2024-07-05 math-ph math.MP quant-ph
Distributed quantum sensing with optical lattices
在分布式量子传感中，通常利用光子系统的多个模式之间的相关性来提高未知参数的测量精度。在这项工作中，我们研究了多模，倾斜玻色-哈伯德系统，并表明它可以允许参数估计在海森堡极限$(N(M-1)T)^{2}$，其中$N$是粒子数，$M$是模式的数量，和$T$是测量时间。与仅具有两个原子模式的典型的MEMS系统相比，对模式数量的二次依赖性可以用于增加精度，并且不需要不同模式之间的相关性。我们表明，可以达到的限制，通过使用一个优化的初始状态作为所有的原子占据的第一个和最后一个网站的叠加。随后，我们提出的策略，将允许获得二次依赖$M$的Fisher信息在一个更现实的实验设置。
2022-08-10 quant-ph
Asymptotic Metrological Scaling and Concentration in Chaotic Floquet Dynamics
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Zhejiang University（浙江大学）；Nordita, KTH Royal Institute of Technology and Stockholm University（诺迪塔，皇家理工学院和斯德哥尔摩大学）
研究利用由Haar随机幺正门构成的混沌傅里叶动力学进行量子传感，发现大希尔伯特空间极限下计量精度呈线性标度，非渐近区域存在超越线性标度的量子优势，并通过集中不等式界定了量子 Fisher 信息的波动。
2026-04-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall math-ph
Negative quasiprobabilities enhance phase estimation in quantum-optics experiment
根据不确定原理，算符非对易性是量子理论的一个标志，它限制了测量精度。不过，正确使用非换向可以提高精度。最近的一个基本结果涉及一个负准概率-量子扩展的概率-产生的noncommuting运营商的优势。我们将这种关系具体化为一个方程，并从理论上证明和实验上观察。我们的原理验证光学实验采用了一种过滤技术，我们称之为部分后选择放大（PPA）。利用PPA，我们测量波片的双折射相位。PPA将获得的关于每个探测到的光子的相位的信息放大超过两个数量级。原则上，PPA可以将从平均过滤光子获得的信息提升任意大的因子。我们发现，滤波器对系统误差的放大限制了理论上在实践中的无限优势。PPA可以促进任何相位测量，并减轻与试验次数成比例的挑战，例如成比例的噪声和探测器饱和。通过用准概率量化PPA的量子优势，我们揭示了量子基础和精确测量之间的深层联系。
2021-11-08 quant-ph
Quantum metrology via mitigation of single-photon loss using an engineered nonlinear oscillator
Fuzhou University（福州大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本文提出通过引入工程化双光子损耗来缓解单光子损耗对量子计量优势的破坏，从而延长高灵敏度窗口，并揭示了量子资源的时间层级。
2026-04-22 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
Mind the Gap: Anti-Critical Quantum Metrology
University College Dublin（都柏林大学学院）；Centre for Quantum Engineering, Science, and Technology, University College Dublin（都柏林大学学院量子工程、科学与技术中心）；Institut für Theoretische Physik, Universität Innsbruck（因斯布鲁克大学理论物理研究所）
本文探讨了临界量子计量中能量间隙、量子关联与测量精度之间的微妙关系，提出反临界量子计量方案，通过增大能量间隙消除临界减缓，实现更快的弛豫动力学，从而提升计量性能。
2026-03-26 quant-ph
The power of microscopic nonclassical states to amplify the precision of macroscopic optical metrology
众所周知，使用强（宏观）经典光的马赫-曾德尔干涉仪的相位测量的精度可以通过在非经典状态下添加弱（微观）光场而大大增强。所得的精确度比单独使用宏观经典态或微观量子态的精确度要高得多。在量化非经典性的上下文中，非经典状态可以以这种方式提高精度的量被称为其“量子能力”。考虑到产生高振幅非经典光态的技术难度，这种非经典光的使用可能比海森堡标度法使用更强的非经典光态更快地提供技术优势。到目前为止，弱非经典态提供的增强只计算了特定的测量配置。在这里，我们能够优化所有的测量配置，以获得最大的增强，可以实现任何单一或多模式的非经典状态与强经典状态，本地和分布式量子精密测量采用任何线性或非线性单模幺正变换。我们的分析表明，\textit{quadrature displacement sensing}的量子费舍尔信息是唯一的属性，确定在所有这些不同的情况下，可实现的最大增强，提供了一个统一的量化的功率。它还揭示了马赫-曾德尔干涉仪是一个最佳的网络相位传感的任意单模非经典输入状态，以及如何马赫-曾德尔干涉仪可以扩展到任何多模非经典状态的计量学的最佳使用。
2022-06-03 quant-ph
Non-stabilizerness in quantum-enhanced metrological protocols
Jagiellonian University（雅盖隆大学）；Barcelona Supercomputing Center（巴塞罗那超级计算中心）；Mark Kac Complex Systems Research Center, Jagiellonian University in Kraków（雅盖隆大学马克·卡克复杂系统研究中心）；Qilimanjaro Quantum Tech（基利马扎罗量子技术公司）；ICFO-Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（巴塞罗那科学技术研究所光子学科学研究所）
该研究探讨了量子增强型计量协议中非稳定化性的产生与测量，揭示了其与多体关联和量子计量学的联系，并提出了一种实验量化非稳定化性的方法。
2026-01-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
Configuration-dependent precision in magnetometry and thermometry using multi-qubit quantum sensors
本研究提出基于多量子比特传感器的磁强计和热计，通过不同几何结构优化测量精度，发现特定配置在弱场和低温下表现最佳。
2026-01-05 quant-ph
Metrological symmetries in singular quantum multi-parameter estimation
本文研究了量子多参数估计中因计量对称性导致的奇异问题，通过贝叶斯估计揭示有效参数编码机制
2025-06-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Autonomous quantum error correction beyond break-even and its metrological application
本文在电路量子电动力学系统中利用工程化耗散实现超越盈亏平衡点的自主量子纠错，逻辑寿命提升18%，并获得6.3 dB计量增益。
2025-09-30 quant-ph
Matrix product states for quantum metrology
我们证明了在有耗量子干涉中的最佳态可以有效地用低秩矩阵乘积态来模拟。我们认为，这应该是预期在所有现实的量子相干协议与不相关的噪声和海森堡精确标度在存在退相干的难以捉摸的性质有关。
2013-06-15 quant-ph
Mesoscopic atomic entanglement for precision measurements beyond the standard quantum limit
利用纠缠压缩量子涨落是量子信息科学和精密测量领域的一个公认目标。特别是，通过二能级原子之间的纠缠压缩涨落可以提高传感，时钟，计量学和光谱学的精度。在这里，我们通过原子钟水平上的量子非破坏（QND）测量，证明了~ 10^5冷铯原子的3.4 dB的度量相关压缩和纠缠。我们证明了存在一个最佳程度的退相干诱导的量子测量，最大限度地提高所产生的纠缠。本文中使用的双色QND方案示出了具有许多优势的纠缠产生相比，一个单一的颜色QND测量。
2009-05-28 quant-ph
Subsystem Quantum Error Correction for Noisy Quantum Metrology
Perimeter Institute for Theoretical Physics（Perimeter理论物理研究所）；University of Waterloo（滑铁卢大学）
提出子系统纠错简化噪声量子计量协议，通过无综合征协议用最多一个辅助量子比特实现海森堡极限，并扩展至动态纠错。
2026-06-19 quant-ph
Tensor-Network Approach for Quantum Metrology in Many-Body Quantum Systems
在现实的许多粒子量子模型中识别最佳量子通信协议通常是一个挑战，无法通过最先进的数值和分析方法有效地解决。在这里，我们提供了一个全面的框架，利用矩阵乘积算子（MPO）类型的张量网络的量子计算问题。由于MPO形式主义允许有效地描述短距离空间和时间噪声相关性的事实，在这种模型中可实现的最大估计精度，以及在以前无法访问的制度中的最佳探测状态可以被识别。此外，无限MPO（iMPO）技术的应用程序允许一个直接和有效的确定的渐近精度的最佳协议在无限粒子数的限制。我们说明了我们的框架中的原子钟稳定（时间噪声相关性）的例子，以及在存在局部相关的磁场波动（空间噪声相关性）的磁场感测方面的潜力。作为副产品，用于通过MPO计算量子费舍尔信息的开发方法可以用于计算保真度磁化率-一个广泛用于多体物理学研究相变的参数。
2020-01-16 quant-ph
Precision bounds in noisy quantum metrology
在理想化的设置中，量子精密测量协议允许感测具有均方误差的物理参数，该均方误差随着所涉及的粒子的数量而缩放为$1/N^2$--基本上超过了经典统计的$1/N$缩放特性。一个自然的问题出现了，这样一个令人印象深刻的增强是否持续时，考虑到退相干效应是不可避免的，在任何现实生活中的实现。在这篇论文中，我们解决了这个问题的一个主要部分，通过描述一般的技术，允许量化的可达到的精度在不相关的噪声的存在下，在并行计算方案。我们表明，抽象的几何结构的量子信道描述一个单一的粒子的嘈杂的演变，然后决定最终的量子增强的临界边界。我们的研究结果证明，一个无穷小的噪声量是足够的限制的精度，以规模经典的渐近$N$限制，从而限制最大的改善一个常数因子。虽然对于低数量的粒子的退相干可以被忽略，对于大的$N$的噪声的存在大大改变了最佳状态和测量达到最终的分辨率的形式。然而，所建立的界限通常可以通过使用当前实验的自然技术来实现。在这项工作中，我们彻底介绍了必要的概念和数学工具躺在背后的任务，包括频率和贝叶斯估计理论框架。我们提供了典型的量子比特噪声模型的方法的应用程序的例子，但我们也详细讨论了马赫-曾德尔干涉术在经典和量子设置的相位估计任务-特别强调光子损耗，同时分析退相干的影响。
2015-01-02 quant-ph
Detecting zero-point fluctuations with stochastic Brownian oscillators
利用可控频率噪声放大量子偏离virial定理，实现低质量量子振荡器在有限温度下检测热浴零点涨落
2025-06-24 quant-ph
Estimating phase parameters of a three-level system interacting with two classical monochromatic fields in simultaneous and individual metrological strategies
本文研究三能级原子与两个经典单色场相互作用下的双激光相位估计，利用希尔伯特-施密特速度比较同时与单独计量策略，揭示量子相干性和失谐参数对提高多参数估计精度的关键作用。
2023-04-27 math-ph math.MP quant-ph
Instance-optimal high-precision shadow tomography with few-copy measurements: A metrological approach
California Institute of Technology（加州理工学院）；Harvard University（哈佛大学）；Perimeter Institute（圆周理论物理研究所）；University of Waterloo（滑铁卢大学）
该研究提出了一种实例最优的高精度影子全息成像方法，通过少量副本测量实现高精度估计，结合了计量学与有限样本学习的理论框架。
2026-09-29 cs.IT cs.LG math.IT
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
