Qubit-assisted quantum metrology under a time-reversal strategy
本文提出一种时间反演策略下由辅助量子比特辅助的量子计量协议，使QFI由相位生成元平方期望值决定，无需纠缠或压缩资源即可逼近海森堡标度，且对初态误差、参数偏差和退相干具有鲁棒性。
2025-01-03 quant-ph
Qubit-channel metrology with very noisy initial states
我们考虑依赖于单个参数的任意量子比特信道，该参数由物理过程估计。使用每个信道调用的量子费舍尔信息来量化估计精度，我们考虑了各种估计协议时，可用的初始状态混合非常低的纯度。我们比较了一个协议，使用一个单一的通道调用的$n$量子位准备在一个特定的相关输入状态的最佳协议，使用不相关的输入状态，具有相同的初始状态纯度。我们发现，在初始状态纯度的最低阶，对于一个单位信道，这种相关状态协议提高了估计精度之间的一个因素$n-1$和$n.$我们还表明，在初始状态纯度的最低阶，一个广泛的类的非单位信道不产生任何增益，无论输入状态。
2019-01-08 quant-ph
Criterion for qubit-assisted quantum metrology approaching Heisenberg scaling
School of Physics, Zhejiang University（浙江大学物理学院）
研究探针系统与辅助量子比特耦合时的计量精度，发现限制探针-量子比特耦合方向是达到海森堡极限的充分判据，并在玻色子和自旋系综系统中验证了量子Fisher信息的海森堡标度行为。
2026-06-26 quant-ph
Graph States as a Resource for Quantum Metrology
通过使用高度纠缠态，量子精密测量保证了经典测量无法达到的精度。不幸的是，这样的状态可能非常容易受到噪声的影响，并且在现实条件下保持量子优势是该领域的巨大挑战。在这项研究中，我们调查的实用性图形状态的量子精密测量。图态是许多量子信息的自然资源，在这里，我们描述了任意图态的量子费舍尔信息（QFI）。然后我们构造了近似达到Heisenberg极限的图态族，我们称之为捆绑图态。我们证明了捆绑图状态保持量子优势后，受到iid退相或有限擦除。这表明，这些图形状态是鲁棒量子精密测量的良好资源。我们还量化了可用作量子精密测量资源的n量子位稳定剂状态的数量。
2020-03-02 quant-ph
Existence of universal resource and uselessness of too entangled states for quantum metrology
本文证明了线性哈密顿量量子计量中存在通用资源态，并指出高度纠缠态及随机纯态对量子计量无用，强化了纠缠无用性结论。
2025-10-09 quant-ph
Optimal quantum metrology protocols with erasure qubits
Racah Institute of Physics, The Hebrew University of Jerusalem（拉卡物理研究所，耶路撒冷希伯来大学）
本文提出了一种利用量子纠错和简单连续检测策略，提升单量子比特信号在擦除噪声下的测量精度的方法，并展示了其在能量间隙估计中的优势。
2026-10-14 quant-ph
Heisenberg-limited metrology via weak-value amplification without using entangled resources
弱值放大（WVA）提供了一种以较低的检测概率为代价对微小物理信号进行放大检测的方法。尽管存在这种权衡，但由于其对某些类型的噪声的鲁棒性，WVA在精密计量中具有优于传统测量的优势。此外，已经表明，基于WVA的计量学可以使用纠缠资源达到海森堡极限，但制备宏观纠缠资源仍然具有挑战性。在这里，我们展示了一种新的WVA计划的基础上迭代的相互作用，实现海森堡有限的精度标度，而不诉诸纠缠。这表明，纠缠辅助WVA的感知优势实际上是由于纠缠系统的每个粒子与米之间的迭代相互作用，而不是来自纠缠本身。我们的工作为实现海森堡限制的WVA而不使用脆弱和实验要求高的纠缠资源开辟了一条实用的途径。
2021-09-08 quant-ph
Harnessing Floquet dynamics for selective metrology in few-qubit systems
Koç University（科奇大学）；Universität Tübingen（蒂宾根大学）；TÜBİTAK Research Institute for Fundamental Sciences (TBAE)（土耳其科学与技术研究基金会基础科学研究院）
本研究通过周期倍增动态相在少量子系统中实现对磁场和耦合强度的高选择性计量
2026-02-11 quant-ph
Exponentially Enhanced Quantum Metrology
我们表明，当一个合适的纠缠产生幺正算符取决于一个参数被施加在N个量子比特并行，并测量一个适当的可观测量，在估计参数的2次幂（-N）的精度可以实现。这以指数方式提高了经典和量子非纠缠并行策略中可实现的精度。我们提出了一个量子光学模型的激光与一个N-量子比特系统，说一个多原子分子，通过广义Jaynes-Cummings相互作用，在原则上，可以实现指数增强的精度。
2006-07-24 quant-ph
Achieving the Heisenberg limit of metrology via measurement on an ancillary qubit
该研究提出一种通过辅助量子比特测量实现海森堡极限标度的量子计量协议，利用平行演化路径将自旋系综制备为叠加态，并证明热态也能达到二次标度，无需GHZ态或非线性哈密顿量。
2025-09-11 quant-ph
Cryptographic approach to Quantum Metrology
我们考虑一个加密动机的量子精密测量的框架中存在一个恶意的对手。我们首先设计一个估计策略（潜在）改变资源（由于恶意的对手）和量化的偏差量和损失的精度作为在资源中引入的不确定性的函数。通过结合适当的密码协议，可以相对于密码协议的可靠性来限制资源中的不确定性。因此，量子精密测量问题的有效性可以直接与密码协议的有效性相关。作为一个例子，我们考虑了一个量子精密测量问题，其中资源是通过一个不安全的量子信道交换。然后，我们构建了两个协议，为这项任务，提供了一个权衡之间的实施难度和效率。
2022-01-04 quant-ph
Error-detected coherence metrology of a dual-rail encoded fixed-frequency multimode superconducting qubit
本研究在单个固定频率超导多模transmon量子比特中实现双轨编码，将振幅阻尼误差转换为可检测泄漏态，使逻辑误差率比物理误差率低一个数量级以上，并验证了架构的稳定性与可重复性。
2025-06-18 quant-ph
Nonclassicality as a Quantifiable Resource for Quantum Metrology
我们建立了连续变量态的非经典性作为量子精密测量的一个资源。基于多模求积函数的量子费舍尔信息，我们引入了非经典性测度-量子幂，它具有超越经典极限的位移灵敏度的具体操作意义.这种测度属于非经典性的资源理论，在线性光学元件下是不增加的。我们的信揭示了一个单一的副本，高度非经典的量子态是固有的优势，当与多个副本的量子态与中度非经典。这表明量子功率与量子宏观性的程度有关。最后，我们证明了非经典位移传感任务有用的可编程资源总是可以转换成一个有用的资源状态的相位灵敏度超过经典的限制。
2019-01-29 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
Combining Squeezing and Transition Sensitivity Resources for Quantum Metrology by Asymmetric Non-Linear Rabi model
该研究通过可实现的非对称非线性量子拉比模型结合压缩与跃迁临界性两大量子计量敏感性资源，利用量子费希尔信息证明其可大幅提升测量精度且不受探针态制备时间发散问题影响。
2024-11-16 quant-ph
Linear optical quantum metrology with single photons --- Experimental errors, resource counting, and quantum Cramér-Rao bounds
量子数-路径纠缠是用于超灵敏量子精密测量的资源，并且特别地提供子散粒噪声或甚至海森堡限制的灵敏度。然而，这种数路纠缠被认为是资源密集型的，首先要创建-通常需要非常强的非线性，或具有前馈的非确定性准备方案，这是难以实现的。最近在[物理学评论] Lett。114，170802（2015）]我们证明了来自玻色子采样启发的干涉仪的数字路径纠缠可以用来击败散粒噪声限制。在这篇手稿中，我们比较和对比不同的干涉方案，讨论资源计数，计算精确的量子克拉美-拉奥界限，并研究实验误差的细节。
2017-03-07 quant-ph
Environment Assisted Metrology with Spin Qubit
我们调查最近提出的精密测量方法的灵敏度[物理评论快报。106，140502（2011）]，集中于基于固态自旋系统的实现。该方案通过利用其与环境中的自旋杂质的耦合来放大量子传感器对弱外场的响应。我们分析了由于退相干的灵敏度的限制，并提出了动态解耦方案，以增加自旋相干时间。该方案的灵敏度还受到环境自旋极化的限制，因此我们讨论了消除环境自旋的策略，并提出了一种将该方案推广到零极化情况的方法.相干时间和偏振确定环境的能力的品质因数，以增强与基于回波的感测方案相比的灵敏度。该品质因数可用于设计用于高灵敏度纳米级磁传感的优化样品，例如具有受控杂质密度的金刚石纳米晶体。
2012-01-12 quant-ph
Weighted graph states as a resource for quantum metrology
Stellenbosch University（斯泰伦博斯大学）；Saint Louis University（圣路易斯大学）
本文提出利用加权图态提升量子计量精度，相比传统图态，其在权重变化鲁棒性更高且对纠缠需求更低。
2026-02-13 quant-ph
Entanglement is not a critical resource for quantum metrology
我们已经研究了高精度的测量，超出了标准的量子极限，利用非经典状态。虽然纠缠已被认为是一种资源，实现海森堡极限的测量，我们表明，预期使用纠缠的任何优势是依赖于测量的问题。我们研究了几种测量方案，并说明了纠缠作为量子高精度测量资源的作用。特别是，我们证明，有一个制度，其中纠缠不仅没有帮助，但防止实现的基本限制。
2010-01-15 quant-ph
Entanglement Metrology Using a Joint Readout of Superconducting Qubits
多量子比特纠缠态的精确检测是量子计算实验发展的关键。传统上，纠缠量子比特之间的非经典相关性是通过计算单个量子比特的单次读出之间的重合来测量的。我们报告纠缠计量使用一个单一的检测通道，直接访问两个超导量子比特之间的整体平均相关性。在验证和校准这个联合读出之后，我们展示了按需产生的可分离和高度纠缠的两个量子比特状态的全量子断层扫描。使用完整断层扫描所需的测量的子集，我们执行纠缠计量的~95%的准确度和~98%的精度，尽管~10%的单次测量的保真度。对于高纠缠态，测量的Clauser-Horne-Shimony-Holt算符的最大值达到2.61+/-0.04，纠缠见证者给出了约88%的并发下限。在目前的形式下，这种探测器将能够解决未来两个量子比特纠缠产生的改进，并立即扩展到3或4个量子比特。
2009-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum Metrology: Detection of weak forces using Schrodinger Cat resources
我们研究了简谐振子的非经典态（相干态的叠加）在灵敏力检测中的应用。我们发现，像压缩态的相干态的叠加允许在海森堡极限位移测量的检测。与具有相同平均光子数的单模叠加态相比，纠缠多个相干态的叠加提供了显著的优势。
2003-12-08 quant-ph
Achieving the Heisenberg limit with Dicke states in noisy quantum metrology
针对开放量子系统中的含噪参数估计，本文分析对称耦合量子比特—谐振器模型的含时量子 Fisher 信息，证明最优激发数 Dicke 态可在有限衰减下达到 Heisenberg 极限，并优于 GHZ 态。
2024-03-03 quant-ph
Heisenberg-limited metrology from the quantum-quench dynamics of an anisotropic ferromagnet
University of Basel（巴塞尔大学）；King Fahd University of Petroleum and Minerals（法赫德国王石油与矿产大学）
通过各向异性铁磁体的量子淬火动力学实现海森堡极限参数估计，利用磁极子压缩的量子相关性。
2026-10-16 quant-ph
Small correlation is sufficient for optimal noisy quantum metrology
University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；Joint Center for Quantum Information and Computer Science, NIST/University of Maryland, College Park（马里兰大学学院公园分校量子信息与计算科学联合中心）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理前沿研究所）；University of Waterloo（滑铁卢大学）
本文提出一类量子计量资源态，其量子 Fisher 信息在系统规模和噪声率上均最优。通过将量子比特分组并利用时间反转动力学和单量子比特测量设计高效协议，同时展示自旋压缩态在一般条件下也是最优的。
2026-03-26 quant-ph
Upgrading Quantum Metrology by Combined Sensitivity Resources in Mixed Linear-Nonlinear Light-Matter Interactions with Bias Field
本研究提出在偏置场中结合线性与非线性光-物质相互作用的多种量子资源，以突破传统限制并大幅提升量子计量精度上限。
2025-02-06 quant-ph
Encoded Quantum Signal Processing for Heisenberg-Limited Metrology
Physical Detection Systems and Deployment Division, Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室物理探测系统与部署部）；Department of Computer Science, Colorado State University（科罗拉多州立大学计算机科学系）；Department of Physics, University of Toronto（多伦多大学物理系）；Advanced Computing, Mathematics, and Data Division, Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室先进计算、数学与数据部）
本文提出编码量子信号处理框架，通过单量子比特模型实现抗噪且灵敏的逻辑传感器，利用综合征测量恢复海森堡极限精度，通过纠缠或信号放大克服标准量子限。
2026-03-24 quant-ph
Hilbert-Schmidt speed as an efficient tool in quantum metrology
我们研究了如何利用希尔伯特-施密特速度（HSS），一种特殊类型的量子统计速度，作为一个强大的和易于计算的工具，在$n$ -量子比特系统的量子相位估计。我们发现，当HSS和量子费舍尔信息（QFI）的计算相对于相位参数编码到初始状态的$n$ -量子比特寄存器，HSS动态的零基本上是相同的QFI动态。此外，HSS的时间导数的正（负）与QFI的时间导数的正（负）完全一致。我们的研究结果也提供了强有力的证据，在高维系统中的完全正的和保迹映射下的HSS的收缩性，在以前的研究中预测。
2020-09-13 quant-ph
Ultimate limits to quantum metrology and the meaning of the Heisenberg limit
在过去的20年里，量子精密测量的基本能力是什么的问题在整个科学界引发了激烈的辩论。通常，量子精密测量中的极限与海森堡极限的概念相关联，海森堡极限是根据测量过程中使用的物理资源来表达的。多年来，各种不同的物理资源被引入，导致对海森堡极限的含义的混淆。在这里，我们回顾了相关资源的主流定义，并介绍了通用资源计数，即我们希望估计的参数中的翻译生成器（高于其基态）的期望值，适用于所有测量策略。这导致了海森堡极限的最终制定的量子精密测量。我们证明了新的限制持有的上限谱的翻译的生成元。
2012-04-19 quant-ph
Evaluating the Holevo Cramér-Rao bound for multi-parameter quantum metrology
只有同时估计多个参数，才能充分揭示计量学的量子方面。这是由于观测值的不相容性。多参数量子估计的基本界限是Holevo Cramér-Rao界限（HCRB），其评估迄今为止仍然难以捉摸。对于有限维系统，我们重铸其评估作为一个半定的计划，减少规模的秩亏态。我们使用这个结果来研究相位和损失估计在光干涉和三维磁场测量与噪声多量子比特系统。对于前者，我们表明，在某些制度下，它是可能的，以达到最佳的（单副本）测量相位估计的HCRB。对于后者，我们展示了HCRB和不相容性之间的非平凡相互作用，并提供了数值证据，证明投射单拷贝测量在无噪声的两量子比特情况下达到HCRB。
2019-06-13 quant-ph
Quantum metrology out of equilibrium
我们解决开放量子系统的平衡，作为有效的量子探针，其环境的特性。我们讨论的参数驱动的退相演化的探针的估计方案，然后专注于量子比特，建立之间的关系的量子费舍尔信息和剩余的相干性的探针。最后，我们将我们的研究结果的玻色子环境的欧姆参数的特性。
2019-05-12 quant-ph
Flexible resources for quantum metrology
量子精密测量利用纠缠和非经典性，在参数估计问题上比经典方法具有二次优势。然而，实际实现必要的量子探测状态和测量的障碍，这对于不同的量子探测场景变化很大，通常没有考虑在内。我们表明，对于计量学中的各种任务，2D簇态（一种对基于测量的量子计算有用的特殊状态家族）可以作为灵活的资源，允许人们有效地准备任何所需的状态进行检测，并仅使用单个量子位操作进行适当的（纠缠）测量。至关重要的是，量子比特数量的开销小于二次方，从而保持了量子缩放的优势。这通过使用压缩到包含用于感测的所有相关信息的几何尺寸的空间来确保。我们具体演示了如何使用我们的方法来获得最佳的缩放相位和频率估计的局部估计问题，以及贝叶斯等价物与高斯先验的不同宽度。此外，我们表明，在局部相位估计的范例的情况下，1D集群状态是足够的最佳状态的准备和测量。
2017-06-30 quant-ph
Quantum metrology with full and fast quantum control
我们建立了一般的限制如何精确的参数，例如频率或强度的磁场，可以估计的帮助下，充分和快速的量子控制。我们考虑了N个量子比特的不相关噪声演化，并表明快速控制可以完全恢复海森堡标度（~1/N^2），除了失相。对于所有其他类型的噪声的渐近量子增强是不可避免地限制到一个常数因子的改善超过标准的量子限制（~1/N），即使允许快速控制的全部功率。后者在单次发射和无限多次重复的情况下都成立。然而，即使在这种情况下，允许快速量子控制也有助于增加改进因子。此外，对于有限资源的频率估计，我们展示了如何利用任何固定数量的纠缠量子比特但没有快速量子控制的并行方案可以优于一个简单的，易于实现的，顺序的方案，只需要一个感测和一个辅助量子比特之间的纠缠。
2017-09-05 quant-ph
Cartan Quantum Metrology
该研究针对两量子比特门嘉当分解三参数的联合估计问题，推导了兼具精度最大化、松散度最小化及量子不相容性消除的最优探针态，并分析其性质与抗噪鲁棒性。
2025-02-12 quant-ph
Distributed Quantum Metrology and the Entangling Power of Linear Networks
我们推导出一个约束的线性光网络的能力，以估计一个线性组合的独立的相移，通过使用任意的非经典的，但未纠缠的输入状态，从而阐明所需的量子资源，以获得海森堡极限与多端口干涉仪。我们的界限表明，虽然线性网络可以产生高度纠缠态，但它们不能有效地结合量子资源，这些量子资源在多个模式中分布良好，以达到计量学的目的：在这个意义上，具有良好分布的量子资源的线性网络表现为经典。相反，我们的界限表明，线性网络可以实现分布式计量海森堡极限时，输入光子被囤积在一个小数目的输入模式，我们提出了一个明确的计划这样做。我们的研究结果也有影响的措施，非经典。
2017-07-20 quant-ph
Many-body nonlocality as a resource for quantum-enhanced metrology
我们证明了多体非局域性是超精密计量学的一个资源。这一结果是通过将量子传感器的灵敏度与见证非定域性的多体关联函数的组合相关联来实现的。我们用一些突出的例子来说明我们的发现-形成伊辛链的自旋集合和任何双模配置的超冷原子气体。
2020-11-12 cond-mat.quant-gas 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
Critical quantum metrology robust against dissipation and non-adiabaticity
Fuzhou University（福州大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
利用Jaynes-Cummings模型中的临界行为，提出一种对耗散和非绝热效应鲁棒的量子计量方案，通过超导电路实验验证了其在提升计量精度方面的潜力。
2025-12-20 quant-ph
Quantum Correlations in Mixed-State Metrology
我们分析了量子关联，如纠缠和不和谐，相位估计的效率，通过研究四个量子线路，可以很容易地实现使用NMR技术的影响。这些电路定义了一种重复单量子比特测量的标准策略，一种只允许经典相关的经典策略，以及两种允许非经典相关的量子策略。除了计算空间（量子位数）和时间（门数）要求外，我们还引入混合性作为实验的关键约束。我们比较了四种策略作为混合参数的函数的效率。我们发现，量子策略给出了N的平方根增强的标准策略相同数量的混合。这个结果甚至适用于具有非经典关联但没有纠缠的高度混合态。
2011-12-30 quant-ph
Quantum Metrology Assisted with Abstention
量子精密测量的主要目标是利用量子探针获得物理参数的精确值。在这种情况下，我们表明，预防，即，在读出时获得不确定答案的可能性可以大大提高测量精度。我们专注于相位估计和量化所需的量的precision为一个给定的精度。我们还开发了分析工具，以获得任意纯量子比特态的精度和所需的捕获率的渐近行为。
2012-10-04 quant-ph
Quantum metrology in the noisy intermediate-scale quantum era
本文综述了量子计量学的原理与应用，重点探讨了在现实噪声退相干环境下克服不可行定理、实现量子测量高精度的方法及主动控制策略。
2023-11-28 quant-ph
Quantum error correction assisted quantum metrology without entanglement
本文研究了量子资源在量子纠错辅助量子精密测量（QECQM）方案中的作用。我们表明，存在这样的问题，纠缠是没有必要的检索无噪声演化和海森堡缩放在很长的时间限制类。在短时间尺度上，即使没有任何形式的量子关联，无噪声演化也是可能的。特别是，对于量子位探针，我们表明，只要无噪声量子精密测量是可能的，通过QECQM，纠缠自由计划在长时间尺度和相关自由计划在短时间尺度上总是可能的。
2019-01-11 quant-ph
Estimating phase with a random generator: Strategies and resources in multiparameter quantum metrology
量子精密测量的目的是利用量子现象来克服相关参数估计中的经典限制。我们考虑一个探头进行相移$φ$，其发生器是随机采样的分布与未知浓度$κ$，这引入了一个物理噪声源。然后，我们调查的两个参数$φ$和$κ$的联合估计的策略给出了有限数量的$N$的相互作用与相位印记通道。我们考虑单量子位和多体纠缠探针，并确定区域的参数，同时估计是有利的，导致资源减少了两倍。在中等的$N$下可以实现量子增强的精度，而对于足够大的$N$，经典策略接管并且精度遵循标准量子极限。我们表明，不需要全尺度纠缠来达到这样的增强，因为在传统的顺序和并行的纠缠方案之间的方案插值中使用显著更少的量子位的有效策略产生相同的有效性能。这些结果可能在传感技术的优化中具有相关的应用。
2017-05-17 quant-ph
Coin dimensionality as a resource in quantum metrology involving discrete-time quantum walks
针对参数编码于离散时间量子行走者硬币自由度的计量问题，本文证明硬币维度可提升QFI，给出最优初态与仅测位置的精度边界，并比较类Grover编码与旋转编码。
2024-01-26 quant-ph
Non-asymptotic Heisenberg scaling: experimental metrology for a wide resources range
Sapienza Università di Roma（罗马第一大学）；Scuola Normale Superiore and Istituto Nanoscienze-CNR（比萨高等师范学院和意大利国家研究委员会纳米科学研究所）
本文提出了一种无需先验信息即可实现海森堡标度的量子参数估计方法，并通过测量旋转角实验验证了在宽范围内资源的优越性能。
2021-10-06 quant-ph
Ensemble based quantum metrology
量子精密测量领域有望提供从根本上优于传统技术的测量设备。具体地说，当利用量子纠缠时，所实现的精度应该随着所使用的资源（例如系统大小和所需的时间）而更有利地扩展。在这里，我们考虑使用自旋系综测量磁场强度，我们确定了第三个基本资源：初始系统极化，即原始状态的低熵。我们发现，性能取决于至关重要的形式的退相干存在的一个合理的退相模型，我们描述了一个量子策略，它确实可以击败标准的量子极限。
2010-07-15 quant-ph
Qubit metrology of ultralow phase noise using randomized benchmarking
在一定时间尺度范围内精确测量退相对于将量子门改进到超过纠错阈值是至关重要的。我们提出了一种基于随机基准测试的方法，能够通过重复但不相干的相位噪声来大大提高Ramsey和自旋回波序列的精度。我们发现我们的SQUID为基础的量子比特是不受$1/f$磁通噪声在短时间尺度，而是观察电报噪声机制，是不适合与标准的测量技术研究。
2015-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Excessive precision compromises accuracy even with unlimited resources due to the trade-off in quantum metrology
本文从区分相邻量子态角度统一定义量子计量的精度与准确度，揭示二者间的权衡：通过牺牲准确度可提升精度，但受限于采样决定的固有精度极限，指出追求过度精度会导致准确度随采样增加而下降，即使资源无限也需考虑此权衡。
2025-07-12 quant-ph
General optimality of the Heisenberg limit for quantum metrology
量子精密测量保证了在参数估计中优于经典过程的改进的灵敏度。然而，有一个广泛的争论的问题如何与资源（如平均光子数）和数量的查询，在估计过程中使用的灵敏度尺度。在这里，我们调和参数估计中使用的相关资源的物理定义与量子网络的查询复杂性方面的信息理论缩放。这导致了一个完全一般的最优性证明的海森堡极限的量子精密测量。我们给出了一个例子，我们的证明如何解决悖论，建议超出海森伯极限的敏感性，我们表明，海森伯极限是一个信息理论解释的马戈卢斯-列维京界，而不是海森伯的不确定性关系。
2010-09-30 quant-ph
Indefinite Time Directed Quantum Metrology
本文提出不定时间方向度量学（ITDM），通过在编码中引入量子时间翻转，使乘积探针态在单参数估计中达到海森堡标度并超越标准量子极限，证明了纠缠非必需，且在相位估计和噪声环境中表现优异。
2025-07-14 quant-ph
Photonic Quantum Metrology
量子精密测量是量子技术最有应用前景的领域之一。该研究领域的目的是利用量子资源估计未知参数，其应用可以提高经典策略的性能。几个物理量子系统可以用来开发量子传感器，光子系统代表了大量的探测任务的理想探针。在这里，我们回顾了量子精密测量背后的基本概念，然后集中在光子技术在这项任务中的应用，特别注意相位估计。我们从平台和量子资源的角度描述了该领域的最新技术水平。此外，我们提出了多参数量子精密测量的研究领域，其中多个参数必须同时估计。最后，我们讨论了当前的实验和理论挑战，以及在噪声存在下实现量子增强性能的光子量子传感器的开放性问题。
2020-03-12 quant-ph
Indefinite causal order for quantum metrology with quantum thermal noise
研究了具有不定因果序的开关量子信道，用于量子比特幺正算符在量子热噪声影响下的相位估计。特定的能力被报告在切换信道与不确定的顺序，不能访问与传统的估计方法与确定的顺序。相位估计可以通过单独测量控制量子位来执行，尽管它不主动与幺正过程相互作用-只有探测量子位这样做。此外，相位估计在完全去极化的输入探针或与单元的旋转轴对准的输入探针的情况下变得可能，而这在常规方法中是不可能的。目前的研究扩展到热噪声，以前进行的调查与更对称和各向同性量子比特去极化噪声，它有助于及时探索与量子信号和信息处理的因果顺序不确定的量子信道的属性。
2022-11-03 eess.SP quant-ph
Noisy quantum metrology with the assistance of indefinite causal order
一个受去极化噪声影响的通用量子比特幺正算符被复制并插入到量子开关过程中，实现因果序的叠加。讨论了开关量子信道对探测-控制量子比特对联合态的作用。切换信道，然后专门调查的重要的相位估计的任务上的嘈杂的酉算子，与Fisher信息，经典或量子的性能评估。与传统的估计技术进行比较，其中噪声酉直接探测在一个阶段或两个阶段的级联与明确的顺序，或几个使用它们与两个或更多的量子位。在切换信道与不确定的顺序，具体的属性报告，有意义的估计和不存在与传统的技术。结果表明，控制量子位，虽然它从来没有直接与酉相互作用，但仍然可以单独测量有效的估计，而丢弃的探针量子位与酉相互作用。此外，控制量子位的测量保持了在困难条件下有效估计的可能性，在困难条件下，传统的估计变得不那么有效，如配置不良的输入探针，或在盲目的情况下，当酉的轴是未知的。通过测量控制量子比特的有效估计仍然是可能的，即使当输入探针倾向于与幺正的轴对齐时，或者与完全去极化的输入探针对齐时，而在这些条件下，传统的估计变得不可靠。切换通道的探测量子位的测量也被示出为相位估计添加有用的能力。这些结果有助于分析具有不定阶的开关量子信道的信息处理，并揭示了量子比特计量学的新可能性。
2021-04-13 eess.SP 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
Quantum metrology using time-frequency as quantum continuous variables: Resources, sub shot-noise precision and phase space representation
本文以单光子为时频量子连续变量，区分强度与光谱资源，证明量子模式关联可实现二次标度并饱和 Heisenberg 极限，同时给出相空间解释。
2023-12-19 quant-ph
