Precision Enhancement in Transient Quantum Thermometry:Cold-Probe Bias and Its Removal
Harish-Chandra Research Institute（哈里什·昌德拉研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）
研究揭示了在马尔可夫动力学下暂态量子热计中的温度偏差，证明冷探针是实现超越稳态基准精度的必要且充分条件，并探讨了环境记忆对偏差的影响。
2026-04-25 quant-ph
Improved thermometry of low-temperature quantum systems by a ring-structure probe
样品的测温精度是一个既有基础又有技术重要性的问题。在本文中，我们考虑了一个环状结构系统作为我们的探针来估计浴的温度。从探针的马尔可夫主方程出发，计算了探针在任意时刻的量子费舍尔信息。结果表明，在热平衡测温中，铁磁结构探头比非结构探头能更准确地测量较低的熔池温度。而在动态测温中，反铁磁结构会使探针在动态过程中的QFI远大于与熔池平衡时的QFI，这与人们的直觉有些矛盾。此外，在反铁磁结构情况下实现的最佳测温精度可以比在非结构情况下高得多。本文给出了上述现象的物理机制。
2015-10-26 quant-ph
Harnessing coherence generation for precision single- and two-qubit quantum thermometry
本研究利用量子Fisher信息评估单、双量子比特探针测温精度，发现通过辅助比特中介传递温度信息至探针相干性可提升灵敏度，调节两量子比特相互作用能在任意低温下实现高效温度估计。
2024-11-18 quant-ph
Criticality-Enhanced Precision in Phase Thermometry
本文研究基于自旋探针退相干动力学的二维伊辛晶格非侵入式测温，发现量子费希尔信息在相变临界点附近显著增强，并证明平均场模型无法刻画有限系统中的临界自旋涨落。
2023-12-01 quant-ph
Enhanced precision bound of low-temperature quantum thermometry via dynamical control
高精度低温测温是实验量子物理和量子传感面临的一个挑战。在这里，我们考虑一个温度计建模的动态控制的多级量子探针与浴。量子探针能级间距周期性调制形式的动态控制可以通过最大化相关的量子费舍尔信息来显著提高低温估计的最大精度范围。与传统量子测温法中低温下发散的相对误差界限相反，探针的周期性调制允许具有温度无关的相对误差界限的低温测温法。所提出的方法可以找到与凝聚态和超冷气体中的多体量子系统的温度的精确探测相关的各种应用，以及在温度测量之外的量子精密测量的不同分支中，例如在多体量子临界系统中的不同哈密顿参数的精确探测中。
2019-12-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Mixing thermal coherent states for precision and range enhancement in quantum thermometry
本研究提出通过热库与纵向耦合谐振器的二能级系统耦合，制备反向位移热相干态混合态，验证其特性后发现该谐振器探针可提升量子测温的精度并拓宽适用温度范围。
2024-12-05 quant-ph
Superposition of causal order as a metrological resource for quantum thermometry
我们提出了一种新的方法，量子位测温使用量子开关，引入了一个不确定的因果顺序的探针浴相互作用，显着提高测温精度。与先前研究的最佳量子位探针相比，所得到的量子位探针在低温和高温下都显示出更高的精度。它甚至比谐振子探针的性能更好，尽管它只有两个能级，而不是像谐振子那样有无限多个能级。因此，我们明确地表明，量子资源，如量子开关，可以显着改善平衡测温。我们还导出了一种新的形式的热力学不确定性关系，更紧密，并依赖于能隙的探头。目前的工作可能铺平了道路，使用不确定的因果顺序作为一个可追溯的资源。
2018-12-18 quant-ph
Bath-Induced Correlations Enhance Thermometry Precision at Low Temperatures
我们研究了冷玻色子浴的温度估计浴诱导的相关性的作用。我们的协议包括多个探针，这些探针不相互作用，它们最初也不相互关联。它们与玻色子样品相互作用并达到非热稳态，测量该稳态以估计样品的温度。众所周知，在稳定状态下，这种不相互作用的探针可能会相互关联，甚至纠缠。然而，这些相关性在计量学中的影响尚未得到深入研究。在这里，我们研究它们的作用，冷玻色子气体的测温，并表明，虽然是经典的，浴引起的相关性可以导致显着提高测温精度。这种改进在低温下尤其重要，因为在低温下实现高精度温度测量是特别苛刻的。所提出的测温方案不需要任何精确的动态控制的探头和调整的参数，是强大的噪声在初始准备，因为它是建立在系统的自然耗散动力学所产生的稳态。因此，我们的研究结果提出了新的可能性，在低温下，相关的，例如，在冷气体和玻色-爱因斯坦凝聚体的测温。
2022-01-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
Configuration-dependent precision in magnetometry and thermometry using multi-qubit quantum sensors
Department of Physics, Ko c University, 34450 Sar yer, Istanbul, T\"urkiye；T\"UBİTAK Research Institute for Fundamental Sciences (TBAE), 41470 Gebze, Kocaeli, T\"urkiye
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
Enhancing precision thermometry with nonlinear qubits
本研究证明，采用非线性薛定谔方程描述的量子温度计可显著提升测温精度（增大量子Fisher信息），并通过单、双量子比特教学模型验证，其增强源于吉布斯态在非线性动力学下不再不变。
2024-08-29 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum precision thermometry with weak measurement
随着对温度敏感的电子设备的小型化迅速发展，用更小的探针感测温度比以往任何时候都更重要。因此，量子力学测温方案预计将对未来的技术进步至关重要。提出了一种利用有限维探针弱测量方案测量熔池温度的新方法。本方案提供的精度不仅显示出与通常的基于量子费舍尔信息的测温协议类似的定性特征，而且还允许通过明智地选择后选择测量来灵活地设置最佳测温窗口。
2020-06-16 cond-mat.stat-mech quant-ph
Bayesian estimation for collisional thermometry
量子温度测量利用相干器件中的高水平控制来提供增强的温度估计精度。这突出了构建具体评估策略的必要性。特别重要的是碰撞测温，其中一系列的ancillas被顺序发送来探测系统的温度。本文提出了一个用贝叶斯推断分析碰撞测温的完整框架。该方法易于实现，实验友好。此外，它保证总是饱和的Cramer-Rao界在长时间限制。关于系统温度的先验信息的微妙之处也进行了讨论，并分析了与Van Trees和Schützenberger相关的修改后的Cramer-Rao界。
2021-11-15 quant-ph
Quantum thermometry for ultralow temperatures using probe and ancilla qubit chains
提出探针量子比特耦合辅助量子比特链的超低温测温方案，利用 Heisenberg XX 与 DM 相互作用并通过 QFI 表征精度，证明可由辅助比特数和模型参数调控测温量程、精度界限及 QFI 峰数。
2025-02-18 quant-ph
Bridging thermodynamics and metrology in non-equilibrium Quantum Thermometry
单量子位温度测量是测量热浴温度的最简单工具，具有降低的侵入性。在热平衡下，温度不确定性与量子位的热容有关，然而，在平衡条件之外实现最佳精度。在这里，我们讨论了一种方法来推广这种关系在非平衡制度，考虑纯粹的量子效应，如相干。我们支持我们的研究结果与实验光子模拟。
2018-06-13 quant-ph
Conditional quantum thermometry -- enhancing precision by measuring less
本文提出以测量装置指针态为条件的广义热态，证明其在量子测温中优于吉布斯态，并从资源理论角度阐明精度提升源于Wigner-Yanase-Dyson斜信息所量化的非对称性。
2024-08-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
Achieving Heisenberg scaling in low-temperature quantum thermometry
本文提出利用共同低温热库诱导的温度计间关联，通过对测量轴进行 $π/2$ 旋转的 Ramsey 干涉测量方案，使 $N$ 个稀疏耦合温度计在低温区域实现海森堡标度，显著提升超冷系统温度测量精度。
2024-07-08 quant-ph
Temperature-heat uncertainty relation in nonequilibrium quantum thermometry
本文提出非平衡量子测温中的温度-热量不确定关系，将热量分解为轨迹热量和关联热量，证明二者均是提升温度估计精度的资源，并建立信息论与热力学的联系。
2024-08-12 quant-ph
Surpassing thermal-state limit in thermometry via non-completely positive quantum encoding
Harish-Chandra Research Institute（哈里什·钱德拉研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）
本文研究了非完全正量子编码在热计量中的应用，证明在考虑初始探测器-环境相关性时，可以超越热态限制，提升温度估计精度。
2026-04-19 quant-ph
Quantum Thermometry
在这篇评论文章中，我们回顾并详细说明了以前关于如何使用Berry相位来构建精确量子温度计的工作。这种方案的一个重要优点是不需要温度计获得与样品的热平衡。这减少了测量时间并避免了精度限制。我们还回顾了如何使用这些方法来检测Unruh效应。
2014-05-22 gr-qc quant-ph
Thermometry with a Dissipative Heavy Impurity
利用耗散重杂质测量玻色气体温度，获得朗道界限精度，并通过非零初始动量打破界限，实现更优测量及双气体同时测温。
2023-12-01 quant-ph
Quantum thermometry in a squeezed thermal bath
研究了探针与压缩热浴通过非破坏相互作用耦合的量子测温过程中量子费舍尔信息（QFI）的退相动力学。我们还计算了参数估计的上界，并研究了初始条件和退相干，特别是压缩参数对最优估计的影响。此外，还详细讨论了温度最佳测量的可行性。然后，将结果推广到纠缠探测，并分析了探测温度的多量子比特方案。我们的结果表明，压缩可以减少最佳测温所需的通道数。比较多量子比特估计的不同方案，我们发现与信道相互作用的量子比特数量的增加不一定会改变估计温度的精度。此外，我们还讨论了从W态出发，采用并行策略对量子测温的增强。
2019-09-24 quant-ph
Qubit-assisted thermometry of a quantum harmonic oscillator
我们使用量子估计理论在两个不同的量子比特玻色子耦合模型，证明了量子谐振子的温度可以估计与高精度的量子限制测量的量子比特。这两个模型，我们解决体现了当前的物理利益的情况下，由于它们与正在进行的实验努力控制介观动力学。我们表明，在量子位探针上进行的布居测量对于谐振子的宽温度范围是接近最佳的
2012-05-20 quant-ph
Sequential measurements thermometry with quantum many-body probes
本文提出利用计算基下单量子比特序贯测量实现多体系统高精度测温，通过使探针不热化，让非平衡动力学持续编码温度信息，从而超越平衡态能量测量的理论精度极限。
2024-03-15 cond-mat.str-el quant-ph
Quantifying precision loss in local quantum thermometry via diagonal discord
当量子信息通过非经典相关分布在系统中时，它使得通过局部测量来检索信息变得困难--使得全局测量对于最佳参数估计是必要的。在本文中，我们考虑在吉布斯状态下的系统的温度估计和量化的分离之间的估计性能的全球最佳的测量方案和贪婪的本地测量方案的对角量子不和谐。在一个贪婪的本地计划，而不是全球的测量，一个执行顺序的子系统，这是潜在的增强前馈通信的本地测量。我们表明，有限维系统，对角不和谐量化的差异，量化的量子费舍尔信息的精度限制，这两个计划的温度估计，我们分析得到的关系在高温极限。我们进一步验证了这一结果，采用的例子自旋海森堡的相互作用。
2018-07-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermometry Precision in Strongly Correlated Ultracold Lattice Gases
模拟强关联系统的超冷格子气的温度的精确知识是一个具有基础和技术重要性的问题。在这里，我们解决这样的问题相结合的工具，从量子精密测量与嵌入在有限温度下的系统中的量子相关性的研究。在这个框架内，我们研究自旋- $1/2$ XY链，首先估计，通过量子费舍尔信息，最低可达到的温度精度的界限。然后，我们解决的相关性的分析，使用量子非破坏法拉第光谱法的样品的温度的估计。最后，我们证明，对于足够低的温度，建议的测量是最佳的，以准确地估计样品的温度。
2015-09-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Optimal Quantum Thermometry with Coarse-grained Measurements
量子系统的精确测温对新技术的发展非常重要，而了解精确度的极限是一个根本性的挑战。众所周知，最佳测温法需要对样品的总能量进行投影测量。然而，这在甚至中等大小的系统中是不可行的，其中现实的能量测量将必然涉及一些粗粒化。在这里，我们将探讨只有粗粒度测量时温度估计的精度限制。利用信号处理的工具，我们得到了最佳粗粒度测量的结构，并发现即使有少量的结果，通常也可以获得良好的温度估计。我们将我们的结果应用到多体系统和非平衡测温。对于前者，我们专注于相互作用的自旋晶格，无论是在临界和远离临界，并发现费舍尔信息标度与系统的大小是不变的粗粒化后。对于后者，我们考虑一个给定尺寸的探针与样品相互作用，然后测量探针。我们推导出一个上限的任意，非平衡策略，这样的探针为基础的测温，并说明它的测温玻色-爱因斯坦凝聚体使用原子量子点探针。
2021-05-20 cond-mat.stat-mech quant-ph
Optimal strategies for transient and equilibrium quantum thermometry using Gaussian and non-Gaussian probes
Ghulam Ishaq Khan Institute of Engineering Sciences and Technology（古拉姆·伊沙克汗工程科学与技术学院）
本文提出利用高斯与非高斯探测态进行量子热计量，发现非高斯态在暂态中能提升估计速度，两模纠缠态在早期可获取温度信息，而两模 squeezed 热态在平衡态中表现更优。
2025-10-24 quant-ph
Optimal Quantum Thermometry by Dephasing
退相干现象在量子世界中经常发生。我们试图利用量子退相来建立一个最佳的测温法。通过计算Cram $\acute{e}$ r-Rao限，证明了Ramsey测量是测量非关联粒子温度的最佳方法.利用最优测量，证明了乘积与初始量子探针的最大纠缠态的等价性。然而，使用Ramsey测量，仅在特殊情况下才成立。与频率估计相反，在$ν<1$的情况下可以超过量子极限。对于一般的Zeno区（$ν=2$），在典型的Ramsey光谱装置中，不相关的产物态是最佳的选择。为了超越标准标度，我们提出了随时间变化的相互作用强度。最后，研究了其它环境因素对温度测量精度的影响。在此基础上，定义了一种新的非马尔可夫效应的度量方法。
2016-04-18 quant-ph
Nonequilibrium quantum thermometry with noncommutative system-bath couplings
Sivas Cumhuriyet University（锡瓦斯恰努尔大学）；Sivas Cumhuriyet University Nanophotonics Application and Research Center-CUNAM（锡瓦斯恰努尔大学纳米光子学应用与研究中心）；Abdelmalek Essaadi University（阿卜杜勒马利克·埃萨迪大学）
本研究通过非交换系统-环境耦合实现高精度量子温度计，在非平衡条件下提升热灵敏度和测量精度。
2025-12-22 quant-ph
Thermometry with multilevel transmon probes
International Centre for Theory of Quantum Technologies, University of Gdańsk（格但斯克大学量子技术国际理论中心）；Dipartimento di Fisica "Aldo Pontremoli", Università degli Studi di Milano（米兰大学阿尔多·蓬特莫利物理系）
研究超越两能级近似的transmon温度估计量子极限，比较量子比特、谐振子和Duffing振荡器模型，发现多级非谐结构提高测温精度，并解决标准四次截断的局限性。
2026-06-29 quant-ph
Probe thermometry with continuous measurements
本文研究连续监测两能级探针热跃迁的实时测温，采用贝叶斯方法比较玻色与费米环境，并证明自适应策略可提升精度但短时间内更易受噪声影响。
2023-07-25 quant-ph
Quantum Thermometry with a Dissipative Quantum Rabi System
本文研究耗散量子 Rabi 系统中的量子测温，发现最优测量精度出现在超辐射相变临界点而非例外点，并分析了不同热浴条件下耦合强度对温度估计精度的影响。
2021-05-27 quant-ph
Limitations of strong coupling in non-Markovian quantum thermometry
该研究用HEOM分析非马尔可夫单量子比特测温，发现强耦合并非普遍有利，并结合量子增强粒子群优化提出跨耦合区间的控制框架。
2025-10-02 quant-ph
Quantum thermometry by single-qubit dephasing
我们将量子比特的退相动力学作为一个有效的过程来估计其环境的温度。我们的方案本质上是量子的，因为它利用了量子比特对退相干的敏感性，并且不需要与所研究的系统热化。在类欧姆环境下，我们优化了量子费舍尔信息对相互作用时间和温度的影响。我们还明确地发现量子比特测量达到量子Cramer-Rao约束的精度。我们的研究结果表明，最佳估计的条件源自非平凡的相互作用之间的退相动力学和欧姆结构的环境。一般来说，最佳估计既不是在量子比特接近稳态时实现的，也不是在完全失相时实现的。
2020-02-26 quant-ph
Coherence-Enhanced Spatial Quantum Thermometry
Koç University（科奇大学）；Politecnico di Bari（巴里理工大学）；INFN, Sezione di Bari（意大利国家核物理研究所巴里分部）；Universidad Complutense（康普顿斯大学）；Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts（马克斯·普朗克光科学研究所）；Institute for Quantum Studies, Chapman University（查普曼大学量子研究学院）；TÜBITAK Research Institute for Fundamental Sciences (TBAE)（土耳其科学技术研究委员会基础科学研究院）
本文提出相干增强的空间量子测温框架，利用探针二能级系统与辅助系统耦合产生的相干性，在低温下实现指数级更高的Fisher信息，并通过微波干涉仪实现实验测量。
2026-09-24 quant-ph
Thermometric machine for ultraprecise thermometry of low temperatures
热平衡状态在非常低的温度下是指数难以区分的，使得在这种情况下的平衡量子测温成为一项艰巨的任务。我们提出了一个测温方案，绕过这一限制，通过使用两个级别的探针，不与样品的温度进行测量的热化。这是可能的，由于一个合适的相互作用，耦合探针的样品和辅助热浴已知是在一个更高的温度。提供一个合理的上限的样品的温度，所产生的“测温机器”驱动探头朝向一个稳定的状态，其信噪比可以达到高达$\mathcal{O}(1/T)$的值。我们还描述了瞬态的探针和数值说明了一个极端的测量的数量减少，以达到一个给定的精度，相比，最佳的测量热化探针。
2021-10-06 quant-ph
Quantum Thermometry
讨论了量子估计理论和量子精密测量技术在温度测量中的应用。当对系统进行全局测量时，确定系统在热平衡时的温度的精度的极限与热容有关。我们证明，如果技术或实际限制限制了我们局部探测的能力，那么温度估计的最高可实现准确度就会降低到一种介观版本的热容量。从更实际的角度来看，我们还讨论了量子比特系统作为最佳量子温度计的相关性，以便检索温度，或区分两个温度，表征热储层。我们表明，量子相干性和纠缠在一个探针系统可以促进更快，或更准确的温度测量。虽然这并不奇怪，因为这已经在相位估计中得到了证明，但温度不是传统的量子可观测值，因此这些结果将参数估计的理论扩展到非哈密顿量的测量。最后，我们指出了一个不太标准的估计技术的基础上顺序测量，量子测温时所带来的优势。
2018-07-16 quant-ph
Thermometry in the quantum regime: Recent theoretical progress
毫无疑问，控制和测量在量子机制下运行的不同设备和平台的温度对于任何潜在的应用都是必不可少的。在这篇综述中，我们报告了最近的理论发展处理量子系统中的非常低的温度的准确估计。随着新兴的实验技术和测量协议的发展，量子测温理论将决定性地影响和塑造即将到来的量子技术。虽然目前的量子测温方法根据实验平台、可实现的精度和感兴趣的温度范围而有很大不同，但量子测温理论是在量子精密测量、开放量子系统和量子多体物理学的交叉点上的统一框架下建立的。在基本层面上，理论量子测温学关注的是找到限制系统在热平衡和非热平衡时温度估计精度的最终边界和标度律。在一个更实际的层面上，它提供了工具，制定精确的，但可行的，相关的实验架构的测温协议。最后但并非最不重要的是，量子测温理论研究了真正的量子特征，如纠缠和相干性，以便在增强分辨率测温中利用它们。
2019-07-03 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Bayesian quantum thermometry based on thermodynamic length
在这项工作中，我们提出了量子系统的温度估计理论，这是适用于不可忽略的先验温度不确定性和有限的测量数据的制度。在这种情况下，建立一个定义良好的估计精度的措施的问题变得非平凡的，此外，建设一个合适的标准，最佳的测量设计必须重新审查，以考虑到先前的不确定性。我们提出了一个完全贝叶斯方法的热力学长度的概念，解决了这两个问题的基础上的温度估计。作为这个框架的一个例子，我们考虑热自旋$1/2$粒子和调查两种情况之间的根本区别，一方面，当自旋探测的温度的热库，另一方面，当自旋本身构成的样品。
2022-04-28 quant-ph
Squeezing- and non-Gaussianity-enhanced quantum thermometry and magnetometry via quadratic interactions in optomechanical-like systems
Koç University（科奇大学）；TÜBITAK Research Institute for Fundamental Sciences (TBAE)（土耳其应用科学与技术研究基金会基础科学研究院（TBAE））
该研究通过光学机械类系统中的二次相互作用，提升低温下量子温度计和磁计的灵敏度，发现中等耦合和强耦合条件下产生压缩和非高斯特性，从而在弱场和低温区域实现灵敏度的显著增强。
2026-09-24 quant-ph
Bending the rules of low-temperature thermometry with periodic driving
低温测温的准确性存在严重的限制，这对未来的量子技术应用构成了重大挑战。低温灵敏度可以通过调整探针和样品之间的相互作用来操纵。不幸的是，这些交互的可调性通常非常有限。在这里，我们关注一个更实用的解决方案来提高测温精度-驱动探头。具体来说，我们解决了一个周期性调制的线性探头在平衡样品的极限环。我们处理的探针样品相互作用\textit{exactly}，因此，我们的结果是有效的任意低温$ T $和任何频谱密度。我们发现，弱的近共振调制强烈地增强了低温测量的信噪比，同时对样品产生最小的反作用。此外，我们表明，近共振驱动改变了在很宽的温度范围内控制热灵敏度的幂律，从而“弯曲”了基本的精度限制，使更灵敏的低温测温。然后，我们集中在一个具体的例子-杂质测温原子凝聚。我们表明，周期性驱动允许从杂质原子的密度分布得出的亚纳开尔文温度估计的几个数量级的灵敏度提高。因此，我们提供了一个可行的升级，可以很容易地集成到低$T$测温实验。
2022-04-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Relativistic Quantum Thermometry in AdS Spacetime via Non-Markovian Temperature Sensing
Faculty of Sciences, Mohammed V University in Rabat（拉巴特穆罕默德五世大学理学院）；Centre of Physics and Mathematics, CPM, Faculty of Sciences, Mohammed V University in Rabat（拉巴特穆罕默德五世大学理学院物理与数学中心）
研究通过基于单量子比特传感器配置的量子测温来估计AdS时空温度，利用QFI和量子信噪比表征精度，引入辅助探测器提高灵敏度，研究探测器加速度等因素对热灵敏度的影响，确定最优策略及精度极限。
2026-07-09 quant-ph
Non-Markovian temperature sensing
我们在非马尔可夫动力学框架下研究了单比特量子温度计的传感性能。通过采用精确数值的运动方程组方法，我们超越了传统的范式的玻恩-马尔可夫理论，纯退相机制，和弱耦合近似，这是常用的许多以前的量子测温研究。我们发现（i）非马尔可夫特性可以提高估计效率，（ii）量子测温的灵敏度可以通过工程化不同耦合算子在整个传感器-储层相互作用哈密顿量中的比例来有效地优化，以及（iii）阈值，在该阈值以上，强传感器-储层耦合可以显着提高长编码时间区域的传感精度。我们的结果可能有一定的应用高分辨率量子测温。
2021-10-15 quant-ph
Collective heat capacity for quantum thermometry and quantum engine enhancements
量子测温在热平衡状态下的性能和某些量子发动机的输出功率有一个共同的特点：都是由探针或工作介质的热容决定的。在注意到自旋系综的热容可以通过与热浴的集体耦合而显着改变之后，我们在上述观察的基础上研究了这种集体效应对量子测温和量子引擎的影响。我们发现，温度估计的精度在高温下大大增加，甚至达到海森堡标度-与自旋数成反比。对于接近卡诺效率运行的奥托发动机，集体耦合总是提高输出功率。提出了一些具体的实验平台。
2020-08-28 cond-mat.stat-mech 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
Quantum Thermometry of External Phonon Reservoirs in Driven Open Quantum Systems
Department of Physics, University of Warwick（华威大学物理系）
研究驱动双能级量子系统与Ohmic声子环境耦合的非单调温度灵敏度，通过极化子变换考虑超声子诱导的重整化效应，发现量子 Fisher 信息在中间耦合强度处有峰值，表明热传感最优区域。
2026-04-16 quant-ph
Global and local thermometry schemes in coupled quantum systems
研究了相互作用量子系统温度估计的极限。我们考虑两个耦合的玻色子模式，假设是热的，并使用量子估计理论建立的哈密顿参数在测温中发挥的作用。我们表明，在一个保守的粒子数的情况下，模式之间的相互作用导致整体的温度敏感性下降，而有趣的是，如果粒子交换是允许与热浴的情况下，反之亦然。我们解释这个二分法通过检查能谱。最后，我们设计实验可实现的测温计划，只依赖于本地访问的信息，从整个系统，显示几乎海森堡有限的精度仍然可以实现，我们解决的（IM）的可能性，在系统中的多参数估计。
2017-10-03 cond-mat.quant-gas quant-ph
Diamond quantum thermometry: From foundations to applications
金刚石量子测温法利用了金刚石中颜色缺陷中心的光学和电学自旋特性，并作为一种量子传感方法，表现出高精度和鲁棒性。与现有的发光纳米测温技术相比，金刚石量子温度计可以在很宽的温度范围内工作，传感器空间尺度从纳米到微米不等。此外，金刚石量子温度测量在包括电子学和生物学在内的几个应用中被采用，以利用纳米级温度测量来探索这些领域。本综述涵盖了基于自旋和全光学方法的金刚石量子测温的工作原理，金刚石材料的开发重点是测温，以及基于需求的技术要求在电气和生物系统中的应用实例。
2021-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph
Wide-field fluorescent nanodiamond spin measurements toward real-time large-area intracellular quantum thermometry
在这项研究中，我们分析了纳米金刚石（ND）量子测温的操作过程的基础上宽场检测的光检测磁共振（ODMR）的氮空位中心，并比较其性能与共焦ODMR检测。我们发现：（1）测温结果受目标ND周围的相机感兴趣区域（ROI）的形状和大小的显著影响，以及（2）通过适当管理ROI和相机的采集参数，可以通过宽视场ODMR获得与活细胞中的共焦检测相当的温度精度。我们的研究结果对基于摄像机的实时大面积活细胞量子测温技术的发展具有重要意义。
2020-06-21 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
All-optical nanoscale thermometry with silicon-vacancy centers in diamond
我们证明了一个全光学温度计的基础上的系综的硅空位中心（SiVs）在金刚石中，利用温度依赖的漂移的SiV光学零声子线跃迁频率，$Δλ/ΔT= 6.8\,\mathrm{GHz/K}$。在块状金刚石中使用SiVs，我们在室温下实现了$70\,\mathrm{mK}$精度，灵敏度为$360\,\mathrm{mK/\sqrt{Hz}}$。最后，我们使用$200\,\mathrm{nm}$纳米金刚石中的SiV作为具有$521\,\mathrm{ mK/\sqrt{Hz}}$灵敏度的局部温度探针。这些结果为生物学、化学和物理学中的纳米温度测量开辟了新的可能性，为控制复杂的纳米系统铺平了道路。
2017-08-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optimal nonequilibrium thermometry in Markovian environments
测量体温所需的最短时间是多少？在本文中，我们解决了这个问题的一大类的过程中，温度推断通过测量探针（温度计）弱耦合到感兴趣的样品，使探针的演变是很好地描述了量子马尔可夫主方程。考虑到最一般的控制策略的探头（自适应测量，任意控制探头的状态和哈密顿量），我们提供了在有限的时间内可实现的测量精度的界限，并表明，在许多情况下，这些基本的限制可以饱和一个相对简单的实验。我们发现，对于一般类的样品-探针相互作用的测量不确定性的缩放是成反比的过程的时间，一个散粒噪声样的行为，由于温度测量的耗散性而产生。作为一个侧面的结果，我们表明，探针-样品相互作用引起的兰姆位移可以在测温中发挥相关的作用，允许在低温制度的有限测量分辨率。更准确地说，测量不确定度随温度以多项式形式衰减为$T\rightarrow 0$，而不是通常的指数衰减为$T^{-1}$。我们说明了这些一般结果（i）量子位探针与玻色子样品相互作用，其中兰姆位移的作用被突出显示，以及（ii）$N$ -量子位探针和样品之间的集体超辐射耦合，这使得测量不确定性的二次衰减与$N$。
2022-12-01 quant-ph
Thermometry of ultracold atoms via non-equilibrium work distributions
估计冷量子系统的温度是困难的。通常，人们测量一个很好理解的热状态，并使用该先验知识来推断其温度。相比之下，我们介绍了一种测温方法，假设系统的状态的最小知识，是潜在的非破坏性的。我们的方法使用一个普遍的温度依赖性的淬火动力学的初始热系统耦合到一个量子位探针，从Tasaki-Crooks定理的非平衡工作分布。我们提供了一个冷原子系统的例子，其中我们的温度测量协议可以保持准确性和精度在subnanokelvin温度。
2016-06-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
In situ thermometry of a cold Fermi gas via dephasing impurities
低温的精确测量是量子科学的一项具有挑战性、重要性和基础性的任务。特别是，由于冷原子系统具有量子模拟的潜力，原位测温是非常理想的。在这里，我们证明了一个非相互作用的费米气体的温度可以准确地推断出浸入其中的杂质的非平衡动力学，使用干涉仪协议和建立的实验方法。采用量子参数估计理论的工具，我们表明，我们提出的方案在当前实验中的简并费米气体的相关温度制度达到最佳精度。我们还发现了一个有趣的权衡测量时间和测温精度之间的杂质-气体耦合控制，与弱耦合导致最大的灵敏度。这被解释为与安德森正交性灾难的发病，它占主导地位的气体动力学与浸没的杂质的局部相互作用后的缓慢退相干的后果。
2020-08-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Probing the Limits of Dispersive Quantum Thermometry with a Nonlinear Mach-Zehnder-Based Quantum Simulator
本文通过解析分析证明色散探测二能级原子集合的联合演化测温精度至多达到标准量子极限，并提出基于非线性马赫-曾德尔干涉仪的量子数字模拟平台，可灵活制备正、负有效温度原子系综，用于基准测试量子测温能力。
2025-07-06 quant-ph
