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
Continuous-variable quantum sensing of a dissipative reservoir
提出了一种连续变量的量子传感方案，在非马尔可夫动力学框架下，利用谐振子作为探测器来估计量子库的谱密度参数.结果表明：（i）优化动量-位置型耦合在整个探针-库相互作用哈密顿量中的权重，（ii）由探针提供的初始量子压缩源，（iii）由非马尔可夫效应诱导的非正则平衡，（iv）施加外驱动场，可以有效地提高传感灵敏度.我们的研究结果在理解和控制耗散连续变量系统的退相干方面可能有一些潜在的应用。
2022-06-01 quant-ph
Optimally learning functions in interacting quantum sensor networks
本文针对相互作用量子传感器网络，建立了估计哈密顿量局部参数线性组合的最优界限与协议，统一并扩展了非相互作用情形，为多体系统分布式传感提供通用框架。
2025-10-07 quant-ph
Quantum control and sensing of nuclear spins by electron spins under power limitations
以核自旋的频率测量或频率寻址为目标的现有技术量子传感实验需要以目标频率驱动探针系统。此外，在高磁场的区域中进行这些实验有很大的优点，其中所测量的自旋的拉莫尔频率很大。在这种情况下，当探头系统不能被设置为与目标频率谐振时，我们面临着控制具有非常高频率的目标系统的自然挑战。在这方面的贡献，我们提出了一组协议，能够面对这一挑战，即使在大的频率失配之间的探针系统和目标系统，无论是偏振和量子传感。
2019-03-31 quant-ph
Robust quantum sensing in strongly interacting systems with many-body scars
在大多数量子传感方案中，传感器的组成粒子之间的相互作用预计会导致热化和灵敏度降低。然而，最近的理论和实验工作表明，量子多体结疤现象可以减缓甚至阻止热化。我们表明，疤痕可以利用量子传感，是强大的对某些强相互作用。在具有谐波能隙的完美疤痕的理想情况下，尽管存在强相互作用，但最佳感测时间可以发散。我们用两个例子证明了这个想法：一个自旋为1的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用模型，和一个自旋为1/2的混合场伊辛模型。我们还简要地讨论了一些非理想的扰动，并增加了周期性控制，以抑制其对检测的影响。
2021-09-21 cond-mat.str-el quant-ph
Versatile probe state preparation via generalized measurements for quantum sensing and thermometry
Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia, Universidade Federal da Grande Dourados（大杜拉多斯联邦大学精确科学与技术学院）；Xiamen University（厦门大学）；Universidade Federal de Lavras（拉夫拉斯联邦大学）
本文通过非选择性广义量子测量优化单量子比特系统的参数估计，展示如何设计多种探针态以提高测量精度，并推导量子 Fisher 信息与热力学特性之间的关系。
2026-05-12 quant-ph
Noise Sensing via Stochastic Quantum Zeno
任何量子系统的动力学都必然受到外部环境的影响。因此，量子系统（探针）的观察可以允许测量环境特征。在这里，光谱解析耦合到量子探针的噪声场，我们采用耗散操纵的探针，导致所谓的随机量子芝诺（SQZ）现象。一个耦合到随机噪声场的量子系统，经过一系列保护性的芝诺测量后，从其初始状态开始缓慢衰减，其生存概率取决于测量频率和噪声。我们提出了一个强大的传感方法来重建未知的噪声功率谱密度，通过评估生存概率，我们得到当我们另外施加一组相干控制脉冲的探头。相干控制、保护测量和噪声场对衰减的联合作用为我们提供了关于噪声场的所需信息。
2020-02-07 quant-ph
Utilizing encoding time as a resource to enhance quantum sensing by probe qubit dephasing
研究了杂质量子比特浸没在准二维偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中的系统，通过探测量子比特退相干估计偶极-偶极相互作用强度，发现长编码时间可增强传感精度，为提高退相干量子比特的传感精度提供新途径。
2024-11-29 quant-ph
Interacting atomic interferometry for rotation sensing approaching the Heisenberg Limit
原子干涉仪可以精确地测量非惯性系的性质。虽然原子相互作用通常不利于良好的传感，但利用纠缠来提高灵敏度的努力仍然诱人。在这里，我们探讨的作用，在原子陀螺仪和SQUID之间的类比，最近的实验实现环形陷阱的超冷原子的动机。我们探讨了这些环系统的一维极限与一个移动的弱障碍，如由蓝色失谐激光束提供。在这种限制下，我们采用Luttinger液体理论，并找到一个类似的超导相位滑移量子比特，其中与持续电流相关的拓扑电荷可以叠加。特别是，我们发现，在这样的系统中，强相互作用的原子可以用于精确的旋转传感。我们比较这种新的传感器的性能，一个等效的非相互作用的原子干涉仪，并发现提高灵敏度和带宽超出原子散粒噪声的限制。
2016-01-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum-optical sensing and target detection
本论文提出三项量子增强传感与目标检测研究，分别探索了隐蔽检测的量子极限、光学放大器增益估计精度极限，并对比了TMSV与SPES等探针态在低信号能量下的检测性能优势。
2024-10-15 quant-ph
Single-shot measurement learning as a self-certifying estimator for quantum-enhanced sensing
Institute for Convergence Research and Education in Advanced Technology, Yonsei University（延世大学先进技术与融合教育研究院）；Department of Quantum Information, Yonsei University（延世大学量子信息系）
本文探讨单次测量学习在量子增强传感中的作用，证明其能通过终端运行自证局部对齐，并在光子NOON态相位传感中展示自认证特性与Heisenberg标度兼容性。
2026-04-02 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
Near-Ultimate Quantum-Enhanced Sensitivity in Dissipative Critical Sensing with Partial Access
本文研究驱动 Jaynes-Cummings 耗散量子相变系统作为量子传感器，通过失谐选择优先双稳态实现不依赖初态的超线性灵敏度增强，并证明部分可及条件下零差探测结合贝叶斯估计即可接近全系统终极灵敏度极限。
2025-08-27 quant-ph
Entanglement Enhanced Sensing with Qubits affected by non-Markovian Dephasing
University of Copenhagen（哥本哈根大学）；The Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）
研究探讨了在存在非马尔可夫去相位噪声下，纠缠量子比特在Ramsey谱学中的传感灵敏度提升机制，证明纠缠态在噪声相关性下具有更好的灵敏度扩展特性。
2026-10-20 quant-ph
Fragility of Optimal Measurements due to Noise in Probe States for Quantum Sensing
University of New Mexico（新墨西哥大学）；University of Calgary（卡尔加里大学）
本文研究了量子传感中探测态噪声对最优测量的脆弱性，通过Jensen不等式分析不连续性对Fisher信息的影响，提出更稳健的POVM设计以提升量子计量性能。
2026-01-13 quant-ph
Robust Higher-Order Hamiltonian Engineering for Quantum Sensing with Strongly Interacting Systems
本文针对强相互作用系统中的量子传感，提出高阶解耦规则和信号周期为回波周期两倍的新序列构建块，突破了传统回波同步序列的灵敏度极限，并实验验证了相干时间与磁场灵敏度的显著提升。
2023-03-13 cond-mat.dis-nn quant-ph
Nanodiamonds based optical-fiber quantum probe for magnetic field and biological sensing
金刚石中的氮空位中心由于其独特的电子自旋性质，已成为一种强有力的量子传感器，可用于测量各种物理参数和生物物种。在这项工作中，一个微型光纤量子探针，配置通过化学改性纳米金刚石NV中心的锥形光纤尖端的表面上，开发。基于连续波光检测磁共振方法和锁相放大技术，发现在化学修饰过程中，通过改变纳米金刚石的分散浓度和修饰时间，可以设计探针的传感性能。结合一对磁通量集中器，探针的磁场检测灵敏度显著提高到0.57 nT/Hz 1/2@1 Hz，这是基于纳米金刚石NV的光纤磁力计中的新记录。以Gd ~（3+）为例，实验验证了该探针对顺磁粒子的探测能力。我们的工作为NV中心作为量子探针的开发提供了一种新的途径，具有高集成度、微型化、多功能、高灵敏度等特点。
2022-02-25 physics.optics quant-ph
Tilt-Induced Localization in Interacting Bose-Einstein Condensates for Quantum Sensing
Harish-Chandra Research Institute, A CI of Homi Bhabha National Institute（哈里什-昌德拉研究所，霍米·巴巴国立学院下属机构）；Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所）
研究倾斜光学晶格中相互作用玻色-爱因斯坦凝聚体的局域化相变，利用GPE和多体玻色- Hubbard模型分析局域化指标随倾斜势的变化，揭示线性势驱动的局域化-去局域化相变特征，提出利用相互作用BEC作为量子临界传感平台。
2026-03-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Enhanced quantum sensing of gravitational acceleration constant
本文研究了利用量子探针精确测量地球局部引力场，发现非局域探针优于局域探针且精度随波函数分量间距呈二次提升，并证明地球表面影响及 $g$ 与质量 $m$ 联合估计的额外噪声均可忽略。
2025-06-26 quant-ph
Sensing quantum chaos through the non-unitary geometric phase
量子混沌通常通过其对给定系统的能谱的统计影响来表征。在这项工作中，我们提出了一个退相干机制来感知量子混沌。多体量子系统的混沌性质是通过研究系统在退相相互作用下耦合到它的探针的长时间动力学中产生的影响来感知的。通过引入一个有效的平均退相干因子的概念，我们表明，修正的几何相位获得的探针相对于其单一的演变可以利用作为一个强大的工具，用于检测可积到混沌过渡的多体量子系统，它是耦合。这种传感机制被验证的几个系统具有不同类型的对称性，无序，甚至在存在的长程相互作用，证明了它的普遍性。
2021-04-13 quant-ph
To Cool, or Not to Cool? Displacement Sensing with Hot Quantum States
Palacký University（帕拉茨基大学）
研究是否必须将振子冷却到近基态才能实现量子增强位移传感，发现通过压缩、数升和薛定谔猫态生成的热量子态，利用宇称选择和相干叠加机制，可在无基态初始化下实现灵敏位移探测。
2026-06-12 quant-ph
Qubit readout and quantum sensing with pulses of quantum radiation
通过与探测场的相互作用，可以研究关于量子系统的不同假设，例如量子比特的逻辑状态或物理相互作用参数的值。这样的场可以在特别敏感的量子态中制备，并且我们可以使用量子轨迹来模拟随机测量记录和量子系统状态的条件演化，该量子系统受到其与行进辐射脉冲的相互作用。我们的分析适用于不同的测量策略和任意输入的探测场脉冲的量子态，因此它允许直接比较它们的优势。
2022-07-05 quant-ph
Sensing Out-of-Equilibrium and Quantum Non-Gaussian environments via induced Time-Reversal Symmetry Breaking on the quantum-probe dynamics
该研究证明非平衡、非稳态或量子非高斯强耦合环境会诱导量子探针控制动力学的时间反演对称性破缺，并基于固态NMR实验模拟提出可区分多种噪声属性的量子传感方案。
2024-05-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optimal estimation of conjugate shifts in position and momentum by classically correlated probes and measurements
由于位置和动量的同时和非平凡的小变化，多参数估计是必要的力传感。因此，设计允许同时估计所有参数的量子探针是一项重要的任务。量子谐振子位置和动量共轭变化的最佳估计方法是利用纠缠态或量子非高斯态的探针。我们表明，同样的结果可以得到一个更可行的方式，采用独立的不同压缩高斯状态的经典相关的位置或动量测量。该结果表明，探针状态和直接适用于力感测的测量值之间的经典相关性具有未经探索的力量
2022-08-02 quant-ph
Nonlinearity-enhanced Quantum Sensing in Discrete Time Crystal Probes
Qatar Center for Quantum Computing, College of Science and Engineering, Hamad Bin Khalifa University（卡塔尔量子计算中心，科学与工程学院，哈马德·本·哈利法大学）；Institute of Fundamental and Frontier Sciences, University of Electronic Science and Technology of China（前沿科学学院，电子科技大学）；Key Laboratory of Quantum Physics and Photonic Quantum Information, Ministry of Education, University of Electronic Science and Technology of China（教育部量子物理与光子量子信息重点实验室，电子科技大学）；Shimmer Center, Tianfu Jiangxi Laboratory（shimmer 中心，天府江西实验室）
研究探讨了非线性相互作用对离散时间晶体探测中量子传感精度的增强作用，通过分析量子 Fisher 信息的系统规模指数，揭示非线性作为提升量子灵敏度的资源。
2026-04-28 cond-mat.str-el quant-ph
Optimal gain sensing of quantum-limited phase-insensitive amplifiers
相位不敏感光放大器均匀地放大输入场的每个正交，并且具有基础和技术重要性。我们发现量子限制的相位不敏感的光放大器的增益估计的精度上的量子限制，使用多模探针，也可能是纠缠与辅助系统。与损失参数的感测形成鲜明对比的是，发现探针的平均光子数$N$和输入模式数$M$是用于最佳增益感测的等效且可互换的资源。所有的纯态探针，其约化状态的放大器的输入模式是对角的多模数的基础上被证明是量子最优的相同的增益无关的测量下。我们比较了使用经典探针实现的最佳精度，量子探针的显式光子计数为基础的估计器的性能，并表明即使对于单光子探针和低效的光电探测也存在优势。两个产品放大器通道之间的能量约束的Bures距离的封闭形式的表达式也来自。
2022-04-10 physics.optics quant-ph
Demonstration of Entanglement-Enhanced Covert Sensing
量子物理定律赋予信息处理优越的性能和安全性：量子传感利用非经典资源，使测量精度达到经典传感无法比拟的水平，而量子密码学则旨在无条件地保护处理信息的机密性。在这里，我们提出的理论和实验的纠缠增强的隐蔽传感，一个范例，同时提供高的测量精度和数据完整性，通过隐藏在环境噪声背景下的探测信号，使协议的执行是不可检测的概率很高。我们表明，纠缠提供了一个性能提升，估计所赋予的相位探测对象相比，在相同的隐蔽性水平的经典协议。所实现的纠缠增强的隐蔽传感协议凭借其接近最佳的纠缠源和量子接收器接近基本量子极限。我们的工作有望为量子信息处理创造充足的机会，达到前所未有的安全和性能水平。
2022-06-27 quant-ph
Quantum sensing with arbitrary frequency resolution
量子传感利用良好控制的量子系统来执行具有高灵敏度和精度的测量。我们已经实现了一个具有任意频率分辨率的量子传感的概念，独立于量子位探针，仅受外部同步时钟稳定性的限制。我们的概念利用量子锁定检测来连续探测感兴趣的信号。利用金刚石中单个氮空位中心的电子自旋，我们证明了在MHz带宽上具有70 uHz频率分辨率的振荡磁场的检测。连续采样进一步保证了出色的灵敏度，对于在一小时间隔内测量的170 nT测试信号，达到超过10，000：1的信噪比。我们的技术在磁共振光谱学、量子模拟和灵敏信号检测中有应用。
2017-06-06 quant-ph
Covertness as a resource constraint in quantum target sensing
Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）
本文建立统一框架，将隐蔽性作为资源约束，提出隐蔽性约束量子Fisher信息（CCQFI），证明TMSV探测在强隐蔽性下保持计量优势，而GCS失效，揭示隐蔽性决定量子目标传感的计量极限。
2026-10-05 quant-ph
Fundamental limits of quantum-secure covert optical sensing
我们提出了一个平方根定律的相位$θ$的单个像素使用光学探头，通过一个单模有损热噪声玻色子通道的主动传感。具体而言，我们表明，当传感器使用$n$模式的隐蔽光学探头，所得到的估计$\hatθ_n$的均方误差（MSE）的规模为$\langle (θ-\hatθ_n)^2\rangle=\mathcal{O}(1/\sqrt{n})$ ;提高缩放必然导致检测的对手具有很高的概率。我们充分描述了这一限制，并表明，它是可以实现的，使用激光照明和外差接收器，即使当对手捕获每个光子不返回到传感器，并执行任意复杂的测量所允许的量子力学的法律。
2017-01-22 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
Non-Hermitian sensing in the absence of exceptional points
本文提出并实验验证了一种不依赖例外点的普适非厄米传感方案，利用非厄米探针对弱外场的内在敏感性实现增强传感，并在背景噪声下表现出优于传统方法的性能。
2025-01-03 quant-ph
Distributed Phase-Insensitive Displacement Sensing
Palacký University（帕拉茨基大学）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）
本研究提出一种分布式量子传感方法，通过多模式态的联合奇偶性实现相不敏感位移估计，克服标准量子极限并提升灵敏度。
2026-02-03 quant-ph
Noise-robust quantum sensing via optimal multi-probe spectroscopy
量子系统的动力学受其环境的影响，反过来观察量子系统（探针）可以允许测量其环境：探针的测量和控制操纵，例如作为拉姆齐干涉测量的扩展的动态解耦序列，允许光谱解析耦合到探针的噪声场。在这里，我们介绍了快速和强大的估计策略的经典和量子退相环境的光谱特性的表征。这些策略基于滤波函数正交化、最大化相关Fisher信息的最优控制滤波器和多量子比特纠缠。我们调查和量化的方案下不同类型的噪声，如有限精度的测量，移相的探头，频谱泄漏和缓慢的时间波动的频谱的鲁棒性。
2018-01-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech 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
Dicke superposition probes for noise-resilient Heisenberg and super-Heisenberg Metrology
Kuvempu University（库文普大学）；Inspire Institute Inc.（Inspire研究所）；RV University（RV大学）；Bangalore University（班加罗尔大学）
本文研究了在噪声环境下使用迪克态超位置探针进行量子相位传感，探讨了一种在单体和双体相互作用哈密顿量下生成参数编码的迪克态超位置状态，展示了其在相位阻尼噪声下的增强鲁棒性及良好的计量性能。
2026-09-03 quant-ph
Group velocity control in the ultraviolet domain via interacting dark-state resonances
研究了弱探测场在激光驱动的四能级原子系统中的传输。我们选择汞作为我们的模型系统，其中的探测跃迁是在紫外区。由于存在相互作用的暗共振，在光谱中出现高分辨率峰。我们表明，这个狭窄的峰值导致超光速光传播与强吸收，因此本身是有限的兴趣。但是，如果另外向探测跃迁施加弱的非相干泵浦场，则可以改变峰值结构，使得可以在没有吸收的情况下实现亚光速和超光速光传播或负群速度，由非相干泵浦强度控制。
2007-09-06 quant-ph
Critical sensing with a single bosonic mode without boson-boson interactions
本文提出一种利用单参数驱动玻色子模式实现临界量子传感的方案，无需热力学极限或粒子间相互作用，并通过量子Fisher信息计算和模拟验证了临界点处的传感增强。
2024-08-05 quant-ph
Saturable global quantum sensing
本文提出一种面向操作的全局量子传感方法，在固定但优化的测量与探针设置下获得可饱和精度界限，适用于玻色子高斯和自由费米子传感器，并揭示了最优测量随先验宽度变化的规律。
2025-06-21 quant-ph
Entanglement-enhanced sensing using a chain of qubits with always-on nearest-neighbor interactions
量子精密测量是利用真正的量子特性，如纠缠作为一种资源，以优于经典的传感策略。通常，纠缠是通过实施门操作或诱导多体相互作用来产生的。然而，采用这些方法的现有传感方案需要对探针系统进行精确控制，例如打开和关闭量子位之间的相互作用，这对于实际应用来说可能具有挑战性。在这里，我们提出了一个纠缠增强的传感方案，量子比特之间的一个始终在线的最近邻相互作用。我们采用横场伊辛链作为探测系统，利用所谓的量子多米诺动力学产生纠缠态。除了我们的方案可以在不控制相互作用的情况下实现的优点之外，它只需要系统的初始化，对单个量子比特的投影测量以及对均匀磁场的控制。即使在真实的退相干作用下，我们也可以获得超出标准量子极限的灵敏度。
2021-06-09 quant-ph
Universal Sensitivity Bound for Thermal Quantum Dynamic Sensing
Zhejiang Sci-Tech University（浙江理工大学）；Zhejiang University（浙江大学）
本文提出热量子动态传感的通用灵敏度界限，通过非对易性分析和低温极限下的半范数方法，推导出探测态的量子 Fisher 信息上界。
2025-12-02 quant-ph
Single-qubit probes for temperature estimation in the presence of collective baths
本文研究双量子比特耦合公共与局域热库时的单比特温度估计，揭示集体效应和冷局域热库对精度的增强，并提出借助公共热库及集体 Lamb 位移实现远程测温的方案。
2025-06-03 quant-ph
Group velocity control in a four level system through interacting dark resonances
通过暗共振相互作用研究了四能级原子系统中弱探测场的色散和吸收特性。我们发现，两个窄峰出现在光谱中，由于存在相互作用的暗共振。这两个窄峰导致了强吸收的超光速光传播。当探测跃迁外加一个弱的非相干泵浦场时，两个吸收峰的结构发生变化，变成两个增益深度。我们证明了在这个系统中，光的亚光速和超光速传播都是由非相干泵浦强度控制的。
2010-01-09 quant-ph
Distributed quantum sensing with measurement-after-interaction strategies
本文研究基于相互作用后测量的多参数量子估计策略，证明其能显著提升灵敏度与抗噪性，并可达到海森堡标度。
2025-05-08 quant-ph
Two-tooth bosonic quantum comb for temporal-correlation sensing
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
双齿玻色子量子梳通过干涉两个相互作用窗口实现非单调记忆响应，用于区分不同类型的玻色子噪声
2026-08-25 quant-ph
An Entanglement-Assisted Stabilizer Framework for Distributed Sensing of Local Phases
School of Electrical Engineering, Korea University（韩国大学电气工程学院）；Quantum Network Research Center, Korea Institute of Science and Technology Information（韩国科学技术信息研究院量子网络研究中心）
该研究提出基于EAQEC码扩展结构的纠缠辅助稳定子框架，实现分布式局域相位传感、返回误差识别及传感后逻辑态保留，稳定子读出达到量子费舍尔信息，估计器趋近$1/\beta$标度。
2026-09-03 quant-ph
Demonstration of displacement sensing of a mg-scale pendulum for mm- and mg- scale gravity measurements
从原子干涉仪到扭转天平，各种各样的探测器都观测到了大质量物体产生的引力。然而，小质量之间的引力耦合迄今为止从未被观察到。在这里，我们展示了灵敏的位移传感的布朗运动的光学捕获7毫克钟摆运动的自然品质因数增加到$10^8$通过耗散稀释。一秒的积分时间的灵敏度对应于由探针和间隔100 mg的质量之间的重力耦合产生的位移，其位置在摆锤机械谐振频率下调制。利用毫克级设备开发这样一种灵敏的位移传感器，将为一类新的实验铺平道路，在这些实验中，可以实现量子体系中小质量之间的引力耦合。
2018-10-15 quant-ph
Chernoff Information Bottleneck for Covert Quantum Target Sensing
Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Firenze（佛罗伦萨大学物理与天文系）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Firenze（意大利国家核物理研究所佛罗伦萨分部）；Quantum metrology and nano technologies division, INRiM（INRiM量子计量与纳米技术部）
本文提出基于Chernoff信息瓶颈原理的框架，展示纠缠光子探测器在隐蔽目标感知中的优势，为提升LiDAR和雷达的隐蔽性能提供新方法。
2026-01-26 physics.optics quant-ph
Time-resolved magnetic sensing with electronic spins in diamond
量子探针可以测量具有高灵敏度和空间分辨率的时变场，从而能够在纳米尺度上研究生物、材料和物理现象。特别是，金刚石中的氮空位中心最近已成为有前途的磁场和电场传感器。虽然相干控制技术已经测量了恒定或振荡场的振幅，但这些技术不适合测量具有未知动态的时变场。在这里，我们介绍了一种相干捕获方法，使用沃尔什序列精确地重建时变场的时间轮廓。这些去耦序列充当数字滤波器，其有效地提取频谱系数，同时抑制退相干，从而提供优于现有策略的改进的灵敏度。我们实验重建的磁场辐射的物理模型的神经元使用一个单一的电子自旋钻石和讨论实际应用。这些结果将有助于在纳米尺度上利用量子探针实现时间分辨磁传感。
2014-02-04 quant-ph
Sensing with Quantum Light: A perspective
本文提出量子光传感视角，总结识别量子增强的方法，指出现实增强为常数因子，并通过干涉测量、显微镜和光谱学调查提取关键挑战。
2025-04-21 quant-ph
Non-Equilibrium Criticality-Enhanced Quantum Sensing with Superconducting Qubits
Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）
本文提出利用非平衡动态和临界性相结合的超导量子比特平台，实现了在广泛参数范围内超越海森堡极限的高精度量子传感。
2025-08-20 quant-ph
High-precision force sensing using a single trapped ion
我们介绍了量子传感计划，用于测量非常弱的部队与一个单一的囚禁离子。他们利用激光-离子相互作用引起的自旋-运动耦合将相关的力信息传递到自旋自由度上。因此，力的估计可以简单地通过观察离子自旋态的Ramsey型振荡来进行。考虑了三种量子探针，它们分别由服从Jaynes-Cummings模型、量子Rabi模型（一维）和量子Jahn-Teller模型（二维）的系统表示。通过在Jaynes-Cummings和Jahn-Teller模型中使用动态解耦方案，我们的力传感协议可以对由热和磁场波动引起的自旋退相具有鲁棒性。在量子拉比探针中，剩余的自旋-声子耦合消失，这使得该传感协议对热诱导的自旋退相自然鲁棒。我们表明，所提出的技术可用于感测的力的轴向和横向分量的灵敏度超出yN $/\sqrt{\text{Hz}}$范围，即在xN $ /\sqrt{\text{Hz}}$（xennonewton，$10^{-27}$）。特别是Jahn-Teller协议可以用于实现用于测量超低电压的双通道矢量频谱分析仪。
2016-02-12 quant-ph
Measurement-induced nonlocal entanglement in a hot, strongly-interacting atomic system
量子技术使用纠缠来超越经典技术，并且经常使用强冷却和隔离来保护纠缠实体免受随机相互作用的退相干。在这里，我们表明相反的策略--促进随机相互作用--可以帮助产生和保持纠缠。我们使用光量子非破坏测量在热碱蒸汽中产生纠缠，在随机自旋交换碰撞占主导地位的制度。我们使用贝叶斯统计和自旋压缩不等式表明，至少$1.52(4)\times 10^{13}$的$5.32(12) \times 10^{13}$参与原子进入单态类型的纠缠态，持续数十个自旋热化时间和跨度数千倍的最近邻距离。结果表明，高温和强随机相互作用不需要破坏多体量子相干性，集体测量可以产生非常复杂的纠缠态，现在用于极端原子传感的热的强相互作用介质非常适合于超过标准量子极限的传感。
2020-05-24 quant-ph
Super-Heisenberg Non-Equilibrium Quantum Sensing with Waveguide-Coupled Emitters
Palacký University（帕拉茨基大学）；Shanghai Institute for Advanced Studies, University of Science and Technology of China（上海高等研究院，中国科学院大学）
利用波导耦合发射体阵列作为非平衡探针，通过优化发射体间距抑制超辐射衰变，实现量子Fisher信息超越海森堡极限，并延长其寿命。
2026-06-11 quant-ph
