Precision Limits of Multiparameter Markovian-Noise Metrology
Joint Center for Quantum Information and Computer Science, NIST/University of Maryland（量子信息与计算联合中心，美国国家标准与技术研究院/马里兰大学）；Joint Quantum Institute, NIST/University of Maryland（量子信息联合研究所，美国国家标准与技术研究院/马里兰大学）；Quantum and Condensed Matter Physics Group (T-4), Theoretical Division, Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室理论部量子与凝聚态物理组（T-4））
本文研究了通过马尔可夫利nder动态编码的随机信号多参数估计的极限精度，揭示了在高秩相关性和纠缠探测器情况下，平均方差随耗散通道数R呈1/(TR²)的Heisenberg型缩放，适用于集体k体耗散等应用。
2026-04-15 quant-ph
Quantum Error Corrected Non-Markovian Metrology
本研究针对非马尔可夫噪声下的量子计量学，提出隐马尔可夫模型并推导广义Knill-Laflamme条件，建立三类充分条件以实现海森堡极限，并证明条件违反时标准量子极限可达，扩展了量子纠错计量学框架。
2025-08-03 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
Adaptive quantum metrology under general Markovian noise
我们考虑一个一般模型的酉参数估计存在的马尔可夫噪声，其中的参数估计与动力学的哈密顿部分。在没有噪声的情况下，可以利用精确缩放将酉参数估计为$1/T$，其中$T$是总探测时间。我们提供了一个简单的代数条件，只涉及运营商出现在量子主方程，这意味着在最一般的自适应量子估计策略下，最多$1/\sqrt{T}$缩放精度。我们还讨论了量子纠错类协议必须满足的要求，以便在上述代数条件不满足的情况下重新获得$1/T$精度缩放。此外，我们应用所开发的方法来了解原子干涉测量的基本精度限制，考虑到多体效应，对非线性非线性模型的性能提供了新的认识。
2018-08-16 quant-ph
Universal time scalings of sensitivity in Markovian quantum metrology
该研究在马尔可夫量子传感系统中，通过代数条件表征了四类计量模型的时间标度，给出最紧灵敏度界限，适用于多种量子计量应用。
2025-02-11 quant-ph
Analysis of Superradiance-Based Quantum Metrology under Independent Markovian Pure Dephasing
School of Fundamental Science and Technology, Keio University（庆应义塾大学基础理工学部）；Department of Electrical, Electronic, and Communication Engineering, Faculty of Advanced Science and Engineering, Chuo University（中央大学理工学府电气电子通信工程系）；Department of Physics, Simon Fraser University（西蒙菲莎大学物理系）；Center for Spintronics Research Network, Keio University（庆应义塾大学自旋电子学研究网络中心）
本文研究独立马尔可夫纯退相对利用N自旋系综超辐射的直流磁强计方案的影响，发现大N极限下该方案估计误差仅增常数因子，鲁棒性远优于GHZ态传感。
2026-08-05 quant-ph
New bounds on adaptive quantum metrology under Markovian noise
我们分析的问题，估计一个标量参数$g$，控制的量子系统的哈密顿马尔可夫噪声。具体地说，我们放置的增长率的量子费舍尔信息相对于$g$的界限，在Lindblad运营商和$g$ -衍生的哈密顿量$H$。我们的新界限不仅比文献中的更普遍适用-例如，它们适用于具有时间依赖的哈密顿算子和/或Lindblad算子的系统，以及无限维系统，如振荡器-但在以前的界限确实适用的情况下，也更严格。我们直接从描述系统的随机主方程推导出我们的边界，而不需要离散其时间演化。我们还使用我们的研究结果来调查如何敏感的一个单一的检测系统可以与不同的时间依赖性的信号。我们证明了灵敏度带宽与$\partial H/\partial g$的量子涨落有关，说明了“非经典”状态如何增强系统敏感的信号范围，即使它们不能增加其峰值灵敏度。
2022-08-10 quant-ph
Precision limits for time-dependent quantum metrology under Markovian noise
Università di Bologna（博洛尼亚大学）；Università di Milano（米兰大学）；Università di Parma（帕尔马大学）；INFN—Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所米兰-比科卡分部）
本文研究了在马尔可夫噪声下估计时间依赖哈密顿量参数的极限精度，通过扩展净化最小化框架到时间变化连续信道，推导了量子鱼尔信息的微分上界，并证明了参数无关噪声下的长期尺度定律，展示了驱动量子传感器在退相位和自发辐射下的T^4和T^3尺度行为。
2026-05-18 quant-ph
Quantum metrology in coarsened measurement reference
研究了粗化测量参考在量子精密测量中的作用。粗化测量基准来自粗化基准时间和基准。当测量基于一个公共参考基时，可以通过对称性消除这个缺点。由于参考基的粗化，对于大量的探测粒子，纠缠态的性能不能优于乘积态。给定粗化参考基的有限不确定性，在估计阶段获得了最佳探测粒子数量。最后，我们证明了在非马尔可夫退相情况下的最大纠缠态总是比在马尔可夫退相情况下的最大纠缠态具有更好的精度。与纠缠态相比，乘积态更能抵抗粗化参考时间的干扰。
2017-01-18 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
Non-Markovianity-based ultrasensitive parameter estimation
University of Turku（图尔库大学）
发现某些非马尔可夫环境不仅优于马尔可夫环境，甚至能超越无噪声情况，通过全光学实验验证，开辟了噪声辅助量子计量学的新途径。
2026-06-16 quant-ph
Heisenberg-limited metrology in the presence of non-Markovian noise with finite control rates
Center for Quantum Information and Control, University of New Mexico（新墨西哥大学量子信息与控制中心）；Department of Physics and Astronomy, University of New Mexico（新墨西哥大学物理与天文学系）
研究在有限控制速率非马尔可夫噪声下的海森堡极限计量学，通过建立与量子芝诺效应联系并扩展到无限维环境，划分三种构造类型，分析其性能，发现动态解耦协议在特定情况下有优势，数值模拟显示其改进作用可能超出微扰设置。
2026-07-15 quant-ph
Experimental beating the standard quantum limit under non-markovian dephasing environment
纠缠增强的量子精密测量已经被研究用来突破标准量子极限（SQL）。然而，在噪声存在的情况下，纠缠态的量子优势变得更加难以捉摸。在严格马尔可夫退相噪声下，非关联态和最大纠缠态达到完全相同的测量精度。然而，有人预测，在非马尔可夫退相信道中，纠缠探针可以恢复其优势。在这里，通过使用一个高度受控的光子系统，我们模拟了一个非马尔可夫退相通道满足二次衰减行为。在这样的通道下，我们证明了GHZ态可以以缩放的方式超过SQL，最多可以达到6个光子。由于二次衰减行为对于开放量子系统中的短时间扩展（也称为量子芝诺效应）是相当普遍的，因此我们的研究结果提出了一种通用的和可扩展的方法来在实际计量任务中击败SQL。
2022-08-04 quant-ph
Demonstrating quantum coherence and metrology that is resilient to transversal noise
量子系统可以用于破坏性技术，但实际上，由于噪声环境，量子特征是脆弱的。量子相干性，一个基本的这样的特征，是一个基础依赖的属性，已知表现出对某些类型的马尔可夫噪声的弹性。然而，目前尚不清楚这种弹性是否可以在实际任务中发挥作用。在此，我们实验研究了在马尔可夫比特翻转噪声下光子Greenberger-Horne-Zeilinger态的量子相干性的弹性效应，并探讨了它在噪声度量中的应用.特别是，使用多达六个量子位探针，我们证明了标准量子极限可以优于下的横向噪声强度约等于信号的幅度，提供了实验证据的优势，即使在不相关的马尔可夫噪声的存在下。这项工作突出了被动控制在有噪声的量子硬件中的重要作用，它可以作为量子纠错等传统方法的低开销补充，从而影响量子技术在现实世界中的部署。
2019-11-01 quant-ph
Quantum metrology of a structured reservoir
本研究利用量子比特探针与结构化储层耦合，通过非马尔可夫动力学和量子费希尔信息分析，证明特定相互作用在瞬态下增强参数估计精度，并强调根据目标和机制选择相互作用的重要性。
2025-06-19 quant-ph
Entanglement-enhanced optimal quantum metrology
本文提出一种利用纠缠和辅助系统优化耦合的量子最优控制方案，以在马尔可夫噪声下增强量子计量灵敏度，比较分析表明其优于非纠缠方案，并在特定噪声场景下显著提升性能。
2024-11-06 quant-ph
Observation of Non-Markovianity at Room Temperature by Prolonging Entanglement in Solids
量子演化的非马尔可夫动力学在开放量子系统中起着重要的作用。然而，如何量化非马尔可夫行为以及从非马尔可夫性中可以得到什么仍然是一个悬而未决的问题，特别是在复杂的固体系统中。在这里，我们解决的问题，量化非马尔可夫纠缠在一个真正的嘈杂的固态系统在室温下。我们观察到纠缠量子演化的非马尔可夫性。通过动力学退耦延长纠缠，可以揭示环境中隐藏的非马尔可夫性，获得详细的环境信息。该方法可望在量子精密测量和量子信息科学中得到应用。
2018-01-15 quant-ph
Low-temperature Quantum Metrology Enhanced by Strong Couplings
本研究提出利用强耦合效应消除低温量子计量中的误差发散问题，通过反应坐标映射实现多项式型精度标度，为低温高精度噪声量子计量开辟新途径。
2024-12-02 quant-ph
Quantum metrology at the Heisenberg limit with the presence of independent dephasing
海森堡极限是纠缠传感器所能达到的最高精度。然而，纠缠对于退相是脆弱的，并且没有已知的量子精密测量协议可以在存在独立退相的情况下实现海森堡有限灵敏度。在这里，我们表明，海森堡极限是可达到的条件下，探测量子位退相干，由于目标领域和本地环境的独立退相的效果。为了检测目标场，我们利用纠缠特性，由于集体噪声的衰减速度比经典状态快得多，而大多数以前的方案使用相干相移的目标场。实际上，如果时间涨落的靶场表现为马尔可夫集体退相，我们可以估计集体退相速率，在独立退相的影响下，在海森堡极限的灵敏度。我们的工作打开了强大的海森堡有限的计量学的可能性。
2018-09-01 quant-ph
Based-nonequilibrium-environment non-Markovianity, quantum Fisher information and quantum coherence
本文研究了非平衡环境中量子比特的非马尔可夫性、量子费舍尔信息（QFI）和量子相干性，得到了QFI和量子相干性的表达式以及它们之间的关系。我们还详细讨论了不同噪声参数对这些量子效应的影响。结果表明，适当的非平衡环境参数可以在马尔可夫和非马尔可夫区域抑制QFI和量子相干性。此外，记忆效应越小，跳跃率越大，QFI和量子相干性越大。更大的QFI自然对应着更大的量子相干性，这表明量子相干性可以扩大QFI，并可以有效地增强量子精密测量。
2020-12-22 quant-ph
Error mitigation in quantum metrology via zero noise extrapolation
我们认为零噪声外推（ZNE）是量子精密测量中的一种误差抑制策略。结果表明，噪声扩展可以系统地进行足够短的时间尺度上的时间均匀Lindblad主方程描述的一般马尔可夫噪声模型。这表明，当采用全量子纠错码的策略不可用时，ZNE可以是有效的、资源高效的错误减轻替代方案。ZNE方法，然后应用于量子相位估计的马赫-曾德尔干涉仪受到光子损失。数值模拟表明，通过采用一阶ZNE校正，测量灵敏度的显着恢复，这可以进一步改善后，使用更高阶的校正在额外的测量的成本。
2021-01-14 quant-ph
Dissipative quantum metrology in manybody systems of identical particles
物理参数的估计几乎在科学技术的任何部分都是必不可少的。在这项任务中，例如，利用可用的物理资源克服标准的经典散粒噪声极限是计量学的主要目标。封闭系统中的量子精密测量表明，这种系统中的纠缠可能是一种有用的资源。然而，目前还没有完全理解在开放量子系统中这种增强是否仍然可能出现。在这里，我们考虑一个耗散（开放）量子系统的相同的粒子，其中的开放动力学本身的参数是估计。我们采用最近发展起来的耗散量子精密测量框架，研究耗散动力学过程中产生的纠缠是否有助于估计任务。具体来说，我们表明，即使在马尔可夫动力学，在状态变得不太可区分的时间，在足够小的时间纠缠产生的动力学可能会提供一些优势，超过经典的散粒噪声限制。
2013-08-24 quant-ph
Entanglement-Enhanced Quantum Metrology in Colored Noise by Quantum Zeno Effect
在开放量子系统中，噪声的存在不可避免地影响了计量精度。{In在马尔可夫开放量子动力学中，虽然利用纠缠探针可以有效地缩短测量时间，但不能提高测量精度。然而，十多年前预测，在非马尔可夫模型中，量子芝诺效应（QZE）可以显著降低误差[Chin，Huelga和Plenio，Phys.Rev.Lett. \textbf{109}，233601（2012）]。在这项工作中，我们应用最近发展的量子模拟方法，实验验证纠缠探针可以提高测量精度的QZE。直到$n=7$量子比特，我们证明了精度已经提高了$n^{1/4}$的一个因素，这与理论预测一致。我们的量子模拟方法可以为各种量子精密测量方案的实验验证提供一个有趣的平台。
2022-08-11 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Nonlinear quantum metrology of many-body open systems
在马尔可夫极限下，给出了多体开放系统非线性量子精密测量中参数估计误差的一般界。给定$k$体哈密顿量和$p$体Lindblad算符，用Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态作为探测器的哈密顿参数的估计误差被证明为$N^{-\left(k-\frac{p}{2}\right)}$，超过了$2k>p+1$的散粒噪声极限.建立了$p\geq 1$的初积态和最大纠缠态之间的度量等价性。我们进一步表明，可以估计系统与环境的耦合参数与精度$N^{-\frac{p}{2}}$，而多体退相干提高精度$N^{-k}$在波动$k$体哈密顿量的噪声幅度估计。对于长程伊辛模型，我们表明，这个参数的精度击败散粒噪声限制时，相互作用的范围是低于阈值。
2017-07-12 quant-ph
Nonunital non-Markovian dynamics induced by a spin bath and interplay of quantum Fisher information
我们探讨了沉浸在自旋浴中的量子比特的非么正非马尔可夫动力学。研究了非么正环境对量子参数估计精度的影响。得到了描述开放动力学过程的含时传递矩阵和不均匀性向量。研究了量子比特相干矢量的演化，从几何上证明了非么正非马尔可夫效应。在非么正非马尔可夫动力学中，给出了最大混合态与任意轨道态之间保真度角的恢复。非么正性的程度可以通过改变量子位的局部磁场和自旋浴温度来控制。发现复合态的量子费舍尔信息的增加与非单位非马尔可夫效应有关，这有助于量子精密测量的改进。
2013-11-23 quant-ph
Retrieving ideal precision in noisy quantum optical metrology
量子精密测量采用量子效应来获得超过经典物理学中可实现的极限的测量精度。然而，在基于Mech-Zehnder干涉仪的量子精密测量中，由于光子的损失，使得测量精度从理想的Zeno极限（ZL）返回到散粒噪声极限（SNL）。在这里，我们发现，不仅SNL可以被击败，但也可以在长编码时间的条件下，渐近恢复的ZL的光子耗散是在其固有的非马尔可夫的方式进行了研究。我们的分析表明，这是由于光子系统的束缚态的形成及其耗散噪声。研究结果揭示了量子光学计量学中耗散噪声的微观机理，为在油藏工程背景下通过形成束缚态实现超灵敏测量提供了指导。
2019-06-26 quant-ph
Continuous Measurement of a Non-Markovian Open Quantum System
连续量子测量是量子控制、量子精密测量和量子信息中各种方法的基础。在这里，我们提出了一个复杂的量子系统的色散测量的一般公式。我们描述的复杂系统作为一个开放量子系统，是强耦合到一个非马尔可夫环境，使各种各样的自然或工程复杂系统的治疗。该系统通过耦合到宽带（马尔可夫）水库的探针谐振器进行监测。基于这个模型，我们推导出一个形式化的随机运动方程（SHEM）描述系统的退相干动力学的测量记录的条件。此外，我们展示了一种基于弱量子测量的光谱方法，以揭示环境的非马尔可夫性质，我们称之为弱光谱。
2014-04-26 quant-ph
An Efficient Algorithm for Optimizing Adaptive Quantum Metrology Processes
量子增强计量推断未知量的准确性超出标准量子极限（SQL）。基于反馈的数据挖掘技术有望击败SQL，但设计反馈过程是困难和低效的。在这里，我们介绍了一个有效的自学习群体智能算法设计基于反馈的量子计算程序。我们的算法可以通过模拟或真实世界的试验进行训练，并适应实验缺陷，损失和退相干。
2011-04-19 quant-ph
Optimal probes and error-correction schemes in multi-parameter quantum metrology
我们得到了一个必要和充分条件的可能性实现海森堡标度在一般自适应多参数估计方案中存在的马尔可夫噪声。在海森堡标度是可实现的情况下，我们提供了一个半定的程序来确定最佳的量子纠错（QEC）协议，产生最佳的估计精度。我们克服了与测量的潜在不兼容性相关的技术挑战，通过利用Holevo Cramér-Rao（HCR）对纯态的约束，最佳地提取不同参数的信息。我们提供了我们的联合QEC协议，感测所有的参数，利用一个单一的纠错子空间，在单独的QEC协议，其中每个参数是有效地感测在一个单独的子空间的显着优势的例子。
2020-07-01 quant-ph
Observing information backflow from controllable non-Markovian multi-channels in diamond
任何现实的量子系统都不可避免地受到外部环境的影响。这种环境使得开放系统动力学对于许多量子技术，如纠缠态工程、量子模拟和量子传感等具有重要意义。系统向环境的信息流动通常是马尔可夫过程，而从环境回流的信息则是非马尔可夫过程。实际的环境，通常由大量的自由度，是很难控制的，尽管一些尝试从马尔可夫到非马尔可夫动力学的可控过渡。在这里，我们实验证明了多个耗散通道的工程控制相邻的核自旋的氮空位中心的钻石。在开放系统的可控非马尔可夫动力学下，我们观察到量子费舍尔信息通过不同的噪声通道流入和流出环境。从量子纠缠的角度出发，我们的工作对噪声量子精密测量和量子开放系统的发展都有一定的贡献。
2019-12-02 quant-ph
Quantum metrology with unitary parametrization processes
量子费舍尔信息是量子精密测量中的一个中心量。讨论了酉参数化过程的量子费舍尔信息的另一种表示。这种表示的亮点是参数化变换的所有信息，即，所有的动力学信息都包含在一个厄米特算子H中。利用这种表示，量子费舍尔信息仅由H和初始态决定。我们将这个表象应用到集体自旋系统中，给出了H的具体表达式。对于一个简单的自旋半系统，给出了量子费舍尔信息，并找到了获得最大量子费舍尔信息的最佳态，进而对于指数型初态，给出了H算符下量子费舍尔信息的解析表达式.最后，利用这种表示，对多参量量子精密测量进行了讨论。
2015-01-28 quant-ph
Preserving quantum correlations and coherence with non-Markovianity
与根据薛定谔方程幺正演化的封闭量子系统相比，开放量子系统表现出丰富的现象学。开放量子系统的动力学通常分为马尔可夫和非马尔可夫，这取决于动力学是否可以在任何时间尺度上分解为有效的量子操作。由于马尔可夫演化比非马尔可夫动力学更容易模拟，因此可以合理地假设非马尔可夫性可以用于有用的量子技术应用。在这里，我们证明了非马尔可夫性在量子系统中保持相关性和相干性的有用性。为此，我们考虑一类广泛的量子比特演化，具有大时间从零分离的退相干矩阵。尽管任何这样的马尔可夫演化都会导致相关性的指数损失，但非马尔可夫性即使在极限$t \rightarrow \infty$中也有助于保持相关性。对于协变量子比特演化，我们还证明了非马尔可夫性可以用来保持量子相干性，这是量子精密测量的一个重要资源。我们明确地证明了这种效果的实验与线性光学，通过实施所需的演变，在任何时候都是非马尔可夫。
2021-06-25 quant-ph
Achieving the Heisenberg limit in quantum metrology using quantum error correction
量子精密测量在科学和技术领域有许多重要的应用，从频谱分析到引力波探测。量子力学对测量精度施加了一个基本限制，称为海森堡限制，无噪声量子系统可以实现该限制，但对于受噪声影响的系统通常无法实现。在这里，我们研究如何可以通过量子纠错，保护量子系统免受噪声的破坏性影响的一般方法，提高测量精度。我们发现一个必要和充分条件，实现海森堡极限使用量子探针受到马尔可夫噪声，假设无噪声的辅助系统是可用的，并且可以进行快速，准确的量子处理。当满足充分条件时，可以构造一个量子纠错码，它可以抑制噪声而不掩盖信号;通过求解半定规划，可以找到最佳码，达到最佳精度。
2018-02-02 quant-ph
Feedback Ansatz for Adaptive-Feedback Quantum Metrology Training with Machine Learning
构建利用量子特征（如纠缠和相干）来超越标准量子极限的计量方案是具有挑战性的。提出了一种自适应反馈量子精密测量（AFQM）策略的设计方法，大大减小了搜索空间。结合马尔可夫反馈假设，对于N个探测系统，设计AFQM的计算复杂度将从$N^7$降低到$N^4$。因此，通过机器学习（如粒子群优化和衍生进化）设计的反馈方案需要更少的时间，并产生同样好的不精确缩放。因此，我们设计了一个AFQM的207部系统。当采用207-partite系统的参数设置而无需进一步训练时，不精确缩放将稳定地持续N > 207。我们的分析表明，反馈策略对量子比特丢失具有内置的弹性。针对无噪声情况设计的反馈策略已经针对量子比特损失噪声和相位波动噪声进行了测试。我们的数值结果证实了反馈策略对这两种噪声的巨大弹性。
2019-12-20 quant-ph
Enhancing Quantum Metrology by Quantum Resonance Dynamics
本研究提出一种基于周期驱动自旋系统高阶量子共振的量子计量协议，可规避制备高保真纠缠态、读出噪声及噪声环境禁规定理三大障碍，实现海森堡标度精度且抗马尔可夫噪声，可在现有平台验证。
2025-02-03 quant-ph
Matrix Product States approach to non-Markovian processes
讨论了非马尔可夫过程、经典过程和量子过程的矩阵乘积态方法。在经典情况下，所有过程的Radon-Nikodym导数都可以嵌入到量子测量过程中。在这两种情况下，量子和经典，主方程可以从一个投影的量子马尔可夫过程到一个低维子空间。
2014-10-31 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
Quantum force estimation in arbitrary non-Markovian Gaussian bath
研究了量子精密测量中任意非马尔可夫高斯浴下的力估计问题。未对浴槽光谱和与探头的耦合强度进行假设。考虑到bath和probe的自然全局么正演化，并假设初始全局高斯态，我们能够解决任何量子计算问题的主要问题：由量子费舍尔信息决定的最佳可达精度，最佳初始态和最佳测量。通过研究其短时行为并与常规马尔可夫动力学进行比较，我们观察到量子费舍尔信息的增加。我们强调，这种现象是由于能够进行测量低于浴的相关时间，激活非马尔可夫效应。这就给连续的解析和测量方案带来了巨大的影响，因为当初始探测平均能量趋于无穷大时，量子费舍尔信息变得无界，而它的马尔可夫对应物仍然有界。长时间的行为显示了非马尔可夫效应的复杂性和潜在的多样性，介于马尔可夫动力学的指数衰减特性和谐振窄带的正弦振荡特性之间。
2016-12-21 quant-ph
Quantum Fisher Information Flow in Non-Markovian Processes of Open Systems
我们提出用量子费舍尔信息来刻画开放量子系统的信息流。这种信息论方法提供了一个定量的措施，统计区分马尔可夫和非马尔可夫过程。揭示了开放系统量子动力学中QFI流与非马尔可夫性之间的基本关系。对于一类时间局域主方程，精确解析解表明，非马尔可夫性是由不同非马尔可夫信道中的附加信息子流所表征的。
2010-10-09 quant-ph
Fully-Optimized Quantum Metrology: Framework, Tools, and Applications
本教程提出一种基于半定规划的量子计量学系统方法，可精确计算多种策略下的最优精度，并用于策略比较与最优设计。
2024-09-11 quant-ph
Quantum metrology in complex systems and experimental verification by quantum simulation
本文回顾了复杂系统中基于量子纠缠与相干的量子计量方案，并探讨了利用量子模拟实验验证其可行性及展示束缚态、单光子开关等物理现象。
2023-07-05 physics.optics quant-ph
Restoring Heisenberg-Limited Precision in Non-Markovian Open Quantum Systems via Dynamical Decoupling
本文提出利用动力学解耦技术在非马尔可夫噪声下恢复量子计量的海森堡极限精度，并给出控制哈密顿量存在的充要条件，在阻尼Jaynes-Cummings模型中验证了其有效性。
2025-01-03 quant-ph
Optimal approximate quantum error correction for quantum metrology
对于一组通用的马尔可夫噪声模型，与哈密尔顿算子相关联的参数的估计精度受到$1/\sqrt{t}$缩放的限制，其中$t$是总探测时间，在这种情况下，大$t$的渐近极限中的最大可能量子改进被限制为常数因子。然而，出现的情况下，常数因子的改善可能是显着的，但没有有效的量子策略是已知的。在这里，我们提出了一个最佳的近似量子纠错（AQEC）策略渐近饱和的精度下限在最一般的自适应参数估计方案，其中允许任意和频繁的量子控制。我们还提供了一个有效的数值算法找到最佳的代码。最后，我们考虑了高偏置噪声，并表明使用最优AQEC策略，强噪声被完全校正，而估计精度仅取决于弱噪声的强度在极限情况下。
2019-10-18 quant-ph
Almost Markovian processes from closed dynamics
当处理涉及一个更大的复合封闭系统的子系统的量子过程时，通常将它们视为有效的无记忆（马尔可夫）。虽然开放系统理论告诉我们非马尔可夫过程应该是规范，但马尔可夫过程的普遍性是不可否认的。在这里，在不诉诸弱耦合的Born-Markov假设或进行任何近似的情况下，我们正式证明，当子系统与复合系统的其余部分相比足够小时，并且概率趋于指数单位时，过程接近马尔科夫过程。后者的大小。我们还表明，对于一个固定的全球系统的大小，它可能是不可能忽略非马尔可夫效应时，该过程被允许继续足够长的时间。然而，检测这些过程的非马尔可夫性通常需要非平凡的纠缠资源。我们的结果具有基础性的重要性，因为它们产生了几乎马尔可夫过程的复合封闭动力学，并获得它们，我们引入了一个新的概念，平衡，是远远强于传统的，并表明，这种更强的平衡是达到。
2019-04-29 quant-ph
Experimental control of the transition from Markovian to non-Markovian dynamics of open quantum systems
现实的量子力学系统总是暴露在外部环境中。环境的存在往往会引起一个马尔可夫过程，在这个过程中，系统会将信息丢失给周围的环境。然而，许多量子系统表现出明显的非马尔可夫行为，其中存在从环境返回到系统的信息流，这意味着量子记忆效应的存在[1-5]。环境通常由大量难以控制的自由度组成，但是已经开发了一些用于修改环境的复杂方案[6]。开放量子系统中动力学过程的物理实现和控制起着决定性的作用，例如，在最近关于纠缠态的产生[7-9]、耗散量子计算方案[10]、量子存储器的设计[11]和提高量子精密测量效率[12]的建议中。在这里，我们报告了一个实验，允许通过选择性地准备的初始环境状态，以驱动开放系统从马尔可夫制度的非马尔可夫制度，控制系统和环境之间的信息流，并确定程度的非马尔可夫直接测量开放系统。
2011-09-13 quant-ph
Characterization of non-Markovianity with maximal extractable qubit-reservoir entanglement
本文提出基于最大可提取量子比特-库纠缠来量化洛伦兹谱库非马尔可夫效应的方法，并通过超导量子比特与有损谐振器耦合实验验证其有效性。
2024-09-29 quant-ph
On the non-Markovianity of quantum semi-Markov processes
利用最近提出的基于偏离半群演化的记忆量化方法研究了量子半马尔可夫（QSM）过程的非马尔可夫性，该方法提供了可分和不可分信道的统一描述.这是带出的QSM过程的属性，表现出记忆效应，即使在CP-整除制度，与早先的结果一致。还提供了半马尔可夫过程的非马尔可夫性质的操作意义。
2022-02-04 quant-ph
Non-Markovianity Hierarchy of Gaussian Processes and Quantum Amplification
研究了连续变量系统在保高斯信道下的高斯态动力学。我们引入了一个层次结构，这样的演变，包括马尔可夫，弱和强非马尔可夫过程，并提供简单的标准来区分类之间，基于中间高斯映射的积极性的程度。我们对所有单模相位不敏感高斯信道根据其非马尔可夫性程度进行分类，并表明弱非马尔可夫性具有操作意义，因为它导致高斯输入的暂时放大超过基本量子极限。明确的例子和应用进行了讨论。
2017-02-01 quant-ph
On time-reversal and space-time harmonic processes for Markovian quantum channels
通过适当的伴随关系导出了完全正的非平衡离散时间量子马尔可夫演化的时间反演。引入时空调和过程作为正、逆时跃迁机制，讨论了它们在相对熵动力学中的作用。
2009-04-29 quant-ph
Quantum SWITCH-induced non-Markovianity is not entirely quantum
Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；Indian Institute of Technology Goa（印度果阿理工学院）
本研究通过分析离散时间演化和开放量子系统动力学映射两个场景，证明量子SWITCH产生的记忆效应并非真正量子非马尔可夫性，需重新审视不定因果序框架的量子优势来源。
2026-08-06 quant-ph
Measuring non-Markovianity of processes with controllable system-environment interaction
非马尔可夫过程是近年来开放量子系统研究的一个热点问题。我们在实验上实现了保偏光纤中单光子的非马尔可夫退相干过程。该实验允许识别具有最强记忆效应的过程，以及基于开放系统及其环境之间的信息交换确定最近提出的量子非马尔可夫性程度的度量。我们的结果表明，在量子过程中的记忆的实验量化确实是可行的，这可能是有用的量子存储器和通信设备的发展。
2012-01-11 quant-ph
Detecting Markovianity of Quantum Processes via Recurrent Neural Networks
本研究提出一种利用循环神经网络（RNNs）基于Choi态时间序列数据分类马尔可夫与非马尔可夫量子过程的方法，在多种场景下准确率超95%，并具备时间序列预测能力。
2025-03-27 quant-ph
Ancilla-free quantum error correction codes for quantum metrology
量子纠错是最近出现的一种在马尔可夫噪声下增强量子传感的工具。它的工作原理是纠正传感器中的错误，同时让信号在逻辑状态上留下印记。这种方法通常需要专门的纠错码，因为大多数现有的代码都可以纠正主要错误和信号。然而，到目前为止，很少有这样的专门代码是已知的，其中大多数需要无噪声，可控的Ancillas。我们在这里表明，这样的附属物是不需要时，信号的哈密顿量和错误的运营商交换;一个常见的限制类型的量子传感器的退相干。我们给出了一个半定的程序来寻找最佳的无辅助传感代码一般，以及两个常见的传感场景的封闭形式的代码：量子比特进行退相，和一个有损玻色子模式。最后，我们分析了量子比特码在任意空间噪声相关性下提供的灵敏度增强，超出了正交信号和噪声算子的理想极限。
2018-11-04 quant-ph
Photonic non-Markovianity identification by quantum process capabilities of non-CP processes
本文提出一种无需状态优化和纠缠的量子过程层析方法，通过量化非CP过程来识别和测量非马尔可夫性，并在全光学装置上验证了单光子和双光子动力学。
2024-03-17 quant-ph
