Quantum computing, phase estimation and applications
在这篇论文中，注意力放在小型实验测试平台的应用方面的量子相位估计算法，寻找能量本征值的核心方法。从Kitaev相位估计出发，推导出一种量子相位估计的迭代方案（IPEA），研究了IPEA作为少比特测试平台应用的鲁棒性，并提出了一种改进的相位参考对准方案。此外，给出了量子密码学的简短概述，特别关注量子隐写和认证。
2008-03-06 quant-ph
Experimental Joint Estimation of Phase and Phase Diffusion via Deterministic Bell Measurements
本文通过确定性贝尔测量在双量子比特系统中实现相位与相位扩散的联合估计，提升了多参数量子计量的精度，展示了集体测量在噪声环境下的优势。
2025-12-27 quant-ph
Selecting Efficient Phase Estimation With Constant-Precision Phase Shift Operators
我们调查三个相位估计程序，只需要恒定精度的相移运营商的成本。成本是指基本门的数量，而不仅仅是测量的数量。当所需精度n较大时，更快的相位估计需要具有\log * 减小因子的最小数量的测量。与Kitaev的方法相比，任意恒定精度方法（ACPA）需要最少数量的基本门，最小减少因子为14。在ACPA中，随着精度的提高，减少因子增加。Kitaev的方法在基本门计数方面与更快的相位估计相比具有14的减少因子。
2013-06-12 quant-ph
Quantum Enhanced Multiple Phase Estimation
我们研究了多个相位的同时估计作为一个离散化模型的相位对象的成像。我们确定的量子探测状态，提供了一个增强相比，最好的量子方案分别估计每个单独的阶段，以及改进经典的策略。我们的策略提供了一个优势，在个别量子估计方案的规模为O（d），其中d是相位的数量的估计方差。最后，我们使用现实的探针和光子数分辨探测器研究这一限制的可达性。这是一个问题，其中一个内在的优势是从多个参数的同时估计。
2013-07-29 quant-ph
Weak measurements and the joint estimation of phase and phase diffusion
弱测量提供了调整系统上获取的信息的可能性，因此施加了干扰。这表明，它可能是一个有用的工具，多参数估计时，两个参数不能同时测量的量子极限。在这里，我们讨论他们的使用相位估计中存在的相位扩散的背景下，偏振，一个场景，这是方便地铸造在一个两级量子系统在许多相关的情况下。
2015-10-02 quant-ph
Noise-resilient phase estimation with randomized compiling
我们提出一种基于随机编译的抗噪声相位估计方法，通过将一般噪声转换为随机泡利噪声，在不增加量子资源开销的情况下显著降低相位估计误差，为容错量子计算前的相位估计应用铺平道路。
2023-06-22 quant-ph
Simultaneous estimation of multiple phases in generalised Mach-Zehnder interferometer
在这项工作中，我们调查的问题，同时估计的相位使用广义三，四模式马赫-曾德尔干涉仪。在我们的设置中，我们假设相位被放置在干涉仪中的每个模式中，这引入了相位估计器之间的相关性。这些相关性防止所有这些阶段的同时估计，但是，我们表明，我们仍然可以获得的联合估计的精度的任何子集的$d-1$阶段，$d$是模式的数量，在完全固定的实验设置，即具有相同的初始状态和一组测量的海森堡缩放。我们的估计方案可以应用于三维干涉配置中的量子增强传感的任务。
2021-07-29 quant-ph
Phase estimation without a priori knowledge in the presence of loss
我们发现的最佳方案的量子相位估计的存在损失时，没有先验知识的估计相位。我们分析地证明了估计不确定性的一个明确的下界，这表明，作为探测器数量的函数，量子精度增强最多相当于经典策略的常数因子改进
2010-11-08 quant-ph
Frequentist and Bayesian Quantum Phase Estimation
频率主义和贝叶斯相位估计策略导致概念上不同的结果的知识状态的相移的真实值。我们比较了这两个框架和它们的灵敏度界限的量子噪声限制的干涉相移的估计，考虑到一个固定的和波动的参数的情况下。我们指出，频率论的精度界限，如Cramèr-Rao界限，例如，不适用于贝叶斯策略，反之亦然。类似地，波动参数的界限并没有说明固定参数的估计。
2018-04-26 quant-ph
Optimal phase estimation for qubit mixed states
本文研究了二维量子混合态系统相对相位的最优估计问题。特别是，我们推导出最佳的测量程序的任意数量的量子比特准备在相同的混合状态。
2005-08-25 quant-ph
Quantum enhanced optical phase estimation with a squeezed thermal state
由于非经典光态的应用，量子相位估计协议可以提供一种精度优于标准量子极限（SQL）的相移测量方法。压缩真空态是量子相位估计的敏感源，它的一次正交方差小于相应的SQL，压缩真空态的性质直接影响量子相位估计的精度。本文详细分析了压缩态的纯度和压缩能级对量子相位估计精度的影响。计算了压缩热态下的最大测量精度，实验结果与理论分析一致。研究还发现，相位估计间隔$Δθ$超出SQL的宽度与压缩态的纯度有关。
2020-04-13 quant-ph
Exponentially cheaper coherent phase estimation via uncontrolled unitaries
本文提出利用受控单元ary信息将受控单元ary替换为未受控单元ary，从而在引入受控态制备成本的情况下，实现m位相位估计中两量子比特门数量的指数级减少。
2026-04-07 quant-ph
Multi-pass classical vs. quantum strategies in lossy phase estimation
使用经典的多通道方法的相位估计，模仿的行为的N00N状态，与量子技术进行比较。结果表明，在存在损失的情况下，其性能显着不如最优量子策略之一。
2009-11-15 quant-ph
Squeezing as a resource to counteract phase diffusion in optical phase estimation
我们解决了一个相位估计方案，使用高斯状态的存在下，非高斯相位噪声。与以前的分析不同，我们分析了在编码相位信息之前发生噪声的情况。特别是，我们研究如何挤压可能是有益的相位扩散之前或之后使用。我们的研究结果表明，压缩后的噪声的探针大大提高了估计方案的灵敏度，证明了量子费舍尔信息的增加。然后，我们考虑一个现实的设置，零差检测采用在测量阶段，并解决其最优性，以及在两个不同的情况下，其性能。
2020-12-16 quant-ph
Ab-initio Quantum Enhanced Optical Phase Estimation Using Real-time Feedback Control
光学相位估计是用于执行诸如长度、速度和位移的各种物理量的精确测量的重要测量原语。这种测量的精度可以通过使用纠缠态或压缩态的光来大大提高，如在各种不同的光学系统中所证明的那样。然而，大多数这些帐户处理一个非常小的位移的测量已经知道的相位，这是在形成鲜明对比的从头相位估计的初始相位是未知的。在这里，我们报告的实现量子增强和完全确定性的相位估计协议的基础上实时反馈控制。利用鲁棒压缩态光结合实时贝叶斯估计反馈算法，我们证明了确定性相位估计的精度超过量子散粒噪声限制。所展示的协议为量子显微镜、量子精密测量和量子信息处理开辟了新的机会。
2015-03-04 quant-ph
Phase estimation as a quantum nondemolition measurement
相位估计算法是各种量子算法（包括Shor的因子分解算法）的核心，它允许量子计算机准确地确定酉算子的本征值。量子非破坏测量（英语：Quantum nondemolition measurement）是一种量子力学方法，用来克服测量可观测量时的标准量子极限。我们表明，相位估计算法，在离散和连续变量设置，可以被看作是一个量子非爆破测量。
2002-03-27 quant-ph
Experimental estimation of one-parameter qubit gates in the presence of phase diffusion
我们解决的相位扩散存在下的单参数量子比特门的估计。我们评估最终的量子极限的精度，寻求最佳的探针和测量，并证明了偏振量子比特的最佳估计方案。一个自适应的方法，以实现在任何工作制度的最佳估计也进行了详细的分析和实验实施。
2009-12-04 quant-ph
Bayesian Quantum Multiphase Estimation Algorithm
量子相位估计（QPE）是几种量子计算算法的关键子程序，也是量子计算化学和量子模拟的核心内容。虽然QPE策略集中在单个相位的估计上，但同时估计几个相位的应用可能带来实质性的优势;例如，在存在空间或时间约束的情况下。在这项工作中，我们研究了并行（同时）估计多个任意相位的贝叶斯算法。该协议允许访问贝叶斯多相分布中的相关性，导致协方差矩阵元素与量子资源总数的平方成反比。并行估计允许超过顺序单相估计策略的灵敏度，以获得相位的最佳线性组合。此外，该算法证明了一定的抗噪声能力，并且可以在当前可访问的实验中使用单光子和标准光学元件来实现。
2021-07-23 quant-ph
Experimental Bayesian Quantum Phase Estimation on a Silicon Photonic Chip
量子相位估计是Shor因子分解算法和量子模拟等许多量子算法中的一个基本子程序。然而，到目前为止的结果使人怀疑它的实用性，短期，非容错，量子器件。在这里，我们报告的实验结果表明，这种直觉不一定是真的。我们实现了最近提出的自适应贝叶斯量子相位估计方法，并用它来模拟硅量子光子器件上的分子能量。该方法被验证是非常适合于前阈值量子处理器通过调查其优越的鲁棒性噪声和退相干相比，迭代相位估计算法。这显示了一种有希望的途径，可以比以前认为的更快地释放量子相位估计的力量。
2017-03-15 quant-ph
Parametric amplification of continuous variable entangled state for loss-tolerant multi-phase estimation
The Hong Kong Polytechnic University（香港理工大学）
本文提出利用光学参数放大技术实现抗损耗的多相位估计，通过双模纠缠态和四模簇态分析，提升量子计量的鲁棒性。
2025-12-30 quant-ph
Non-Destructive Discrimination of arbitrary set of orthogonal quantum states by NMR using Quantum Phase Estimation
本文提出了一种基于量子相位估计的算法，该算法能在任意正交态集合中无损地鉴别出量子态，并在核磁共振量子信息处理器上得到了实验验证。该过程是可扩展的，可以应用于任何一组正交状态。通过Matlab仿真证明了可扩展性。
2011-05-11 quant-ph
Efficient Bayesian Phase Estimation
我们提供了一种新的有效的自适应算法进行相位估计，不需要用户推断的本征相位的位在相反的顺序，而是直接推断的相位和估计的不确定性直接从实验数据的相位。我们的方法是高度灵活的，从故障中恢复，并可以运行在大量的退相干和其他实验缺陷的存在下，是一样快或比现有的算法更快。
2015-08-04 quant-ph
Useful Multiparticle Entanglement and Sub-Shot-Noise Sensitivity in Experimental Phase Estimation
我们实验证明了一个通用的标准，以确定纠缠态有用的估计一个未知的相移的灵敏度高于散粒噪声限制。我们将展示如何利用这种纠缠的例子，一个极大似然以及贝叶斯相位估计协议。使用纠缠四光子态，我们实现了相位灵敏度明显超过散粒噪声限制。我们的纠缠增强计量学的方法和量子态的详细比较揭示了多粒子纠缠和子散粒噪声不确定性之间的联系，无论是在频率论和贝叶斯相位估计设置。
2011-08-30 quant-ph
Berry's phase in view of quantum estimation theory, and its intrinsic relation with the complex structure
本文指出，Berry相位是量子统计模型的非对易程度的一个很好的指标。本文还讨论了希尔伯特空间的“复结构”与Berry相之间的内在联系。
2000-06-16 quant-ph
Amplitude estimation without phase estimation
量子振幅估计算法是量子计算中的一个核心子程序，可用于各种应用。用于幅度估计的常规方法是使用相位估计算法，该算法由许多受控放大操作和随后的量子傅立叶变换组成。然而，整个过程很难用当前和近期的量子计算机实现。在本文中，我们提出了一种量子幅度估计算法，而不使用昂贵的控制操作，其核心思想是利用极大似然估计的基础上产生的组合测量数据的量子线路与不同数量的振幅放大操作。我们进行的数值模拟表明，我们的算法渐近地实现了近最佳的量子加速比与合理的电路长度。
2020-01-27 quant-ph
An estimation theoretic approach to quantum realizability problems
本文提出一种基于估计理论的通用方法解决量子可实现性问题，通过建立量子态实现的属性值与其作为估计值之间的对应关系，利用矩映射估计推导出存在量子态共同实现任意有限矩映射集合的充要条件，并应用于量子边缘问题。
2023-12-27 quant-ph
Parity Measurement is Sufficient for Phase Estimation at the Quantum Cramer-Rao Bound for Path-Symmetric States
在这封信中，我们表明，对于所有的所谓的路径对称状态，在光干涉仪的输出的光子数的奇偶性的测量达到最大的相位灵敏度在量子Cramer-Rao界限。这种具有奇偶性的最佳相位灵敏度在合适的偏置相位处获得，该偏置相位可以先验地确定。我们的方案是适用于本地相位估计。
2012-07-02 quant-ph
Quantum estimation of a two-phase spin rotation
我们研究了由两个未知相位表征的自旋-j系统的无穷小旋转的估计，并比较了两种不同策略所能达到的估计精度。第一种是标准的“联合估计”策略，其中使用单个探测状态来估计两个参数，而第二种是“顺序”策略，其中分别估计两个阶段，每个阶段占系统副本总数的一半。在小角度的限制下，我们表明，尽管联合估计方法通常会产生更好的性能，但这两种策略相对于自旋数j具有相同的总相位灵敏度缩放比例，即$ΔΦ\simeq 1/j$。最后，我们讨论了一个简单的估计策略的基础上的自旋压缩态和自旋测量，并比较其性能与极限的估计精度，我们已经推导出上述。
2019-06-03 quant-ph
Error Resilient Quantum Amplitude Estimation from Parallel Quantum Phase Estimation
我们展示了如何相位和幅度估计算法可以并行化。这可以以小的开销将量子线路的门深度减小到单个Grover算子的门深度。此外，我们表明，对于量子振幅估计，并行化可以导致对量子错误的弹性的巨大改善。弹性不是由较低的门深度引起的，而是由算法的结构引起的。即使在错误的情况下，使它不可能读出的精确或近似的解决方案，从传统的幅度估计，我们的并行方法提供了正确的解决方案，具有很高的概率。误差弹性的结果保持标准版本和低深度版本的量子振幅估计。所提出的方法是专利申请[量子计算设备：专利申请EP 21207022.1]的主题。
2022-12-16 quant-ph
Faster Phase Estimation
我们开发了几种基于基本测量和经典后处理的量子相位估计算法。我们提出了一个教学审查的量子相位估计和模拟的算法，以数值确定其缩放电路的深度和宽度。我们表明，使用纯粹的随机测量需要一些测量是最佳的常数因子，虽然在指数经典后处理的成本，该方法也可以用来改善经典的信号处理。然后，我们开发了一个量子算法的相位估计，产生一个渐进的改善运行时，在一个因素的log* 的最小数量的测量所需的，同时仍然只需要最小的经典后处理。相应的量子线路需要比量子相位估计渐近更低的深度和宽度（量子比特数）。
2013-04-02 quant-ph
Optimal Dose-Limited Phase Estimation without Entanglement
本文针对有损介质中的相位估计问题，提出一种无需纠缠即可达到每粒子信息量上限的测量方案，突破了此前只有纠缠增强测量才能饱和该上限的限制。
2024-11-22 quant-ph
Generation of eigenstates using the phase-estimation algorithm
相位估计算法如此命名是因为它允许估计与算子相关联的本征值。然而，已经提出，该算法也可以用于生成本征态。在这里，我们将这个建议扩展到小量子系统，确定相位估计算法可以成功生成本征态的条件。然后，我们提出了一个基于离子阱量子计算机的实现方案。这个方案允许我们说明两个简单的例子，一个是算法有效地生成本征态，另一个不是。
2001-09-04 quant-ph
Quantum-Limited Estimation of Phase Gradient
我们表明，在有限宽度的光束下，量子克拉美-拉奥约束对光学相位梯度或波前倾斜的测量精度与单光子态的海森堡不确定原理一致，并且对于最大纠缠的双光子态，量子克拉美-拉奥约束是2倍。这个基本的界限决定了量子灵敏度和空间分辨率之间的权衡。基于使用由图像反转干涉仪实现的二进制投影测量的结构化配置的精度界限更高，并且对于大的光束宽度或大的相位梯度，双光子因子2的优势丧失。在所有情况下，相位梯度的估计与相位的估计兼容，从而允许同时对两个参数进行最佳联合估计。
2019-08-08 quant-ph
Phase estimation with two-mode squeezed-vacuum and parity detection restricted to finite resources
最近提出的一种基于在马赫-曾德尔干涉仪输出端测量双模压缩真空态宇称的相位估计方案表明，可以获得Cramér-Rao界灵敏度[P.\]。M. Anisimov等人，物理学\修订版本\ Lett. { \bf 104}，103602（2010）]。然而，这种灵敏度是在对无限数量的光子进行无限数量的奇偶测量的情况下预期的。在这里，我们考虑的情况下，有限数量的奇偶校验测量和有限数量的光子，实现光子数分辨探测器。我们使用贝叶斯分析来描述该方案中相位估计的灵敏度。我们已经发现，我们的相位估计在0或$π/2$相位值附近变得有偏。然而，存在一个中间区域，在该区域中，偏差变得可以忽略不计。在这个区域中，我们的相位估计方案饱和的Cramér-Rao界和殴打散粒噪声限制。
2013-09-09 quant-ph
Phase estimation with photon number constraint
许多研究提出了使用正午态作为输入态进行相位估计，这是量子精密测量的一个课题。这是因为输入正午状态提供了特定点处的最大Fisher信息。然而，Fisher信息不一定给出估计误差的可达到的界限。本文采用局部渐近极小极大准则和极小极大准则，证明了在相位估计中，最大Fisher信息并不能给出在这两种准则下估计误差的可达界。我们还提出了最佳的输入状态下的光子数的限制，而不是中午状态。
2011-01-12 quant-ph
On the general problem of quantum phase estimation
针对一般简并相移算子，解决了估计量子态所经历的一般相移的问题。最佳的正算子值的措施，以及最佳的输入状态。分析了两个相关的例子：i）多模相移算子的多径干涉术; ii）两个模式外差相位检测。
1998-12-15 quant-ph
Optical phase estimation in the presence of phase-diffusion
光学相位的测量问题传统上一直受到无噪声方案或存在振幅或检测噪声的攻击。在这里，我们解决的相位扩散的存在下的相位估计和评估的最终量子极限的精度相移高斯态。我们寻找最佳的检测方案，并推导出近似的标度律的量子费舍尔信息和最佳的压缩分数的总能量和噪声量。我们还发现，零差检测是一个接近最佳的检测方案，在非常小和大的噪声限制。
2011-01-17 quant-ph
Hardware-native quantum phase estimation with circuit QED
Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）
提出一种利用电路量子电动力学（cQED）的迭代量子相位估计协议，通过二进制阈值测试和同质测量实现海森堡极限精度，无需逆量子傅里叶变换，降低了硬件复杂度。
2026-07-07 quant-ph
Physical Resources for Quantum-enhanced Phase Estimation
利用量子力学的第一和第二量子化形式，研究了量子纠缠（粒子纠缠和模式纠缠）在光学相位估计中的作用。将量子费舍尔信息（QFI）表示为一阶和二阶光学相干函数的函数。由此产生的形式的QFI阐明了量子相位估计的派生源：场强度和光子检测相关性。此外，我们的分析证实，模式纠缠是不需要的量子增强干涉，而粒子纠缠是一个必要的要求。
2016-03-08 quant-ph
A protocol for global multiphase estimation
本研究基于Holevo估计理论提出全局多相位估计协议，推导了多相位数字估计的精度终极界，证明多相位策略相对单相位独立估计仅具恒定量子优势，解决了相关领域争议。
2023-01-24 quant-ph
Quantum-enhanced stochastic phase estimation with SU(1,1) interferometer
量子随机相位估计在各种物理参数的精确测量中有着广泛的应用。与常值相位估计类似，随机相位估计也有一个标准的量子极限，它可以用马赫-曾德尔干涉仪和相干输入态来获得。最近的研究表明，随机标准量子极限可以被非经典资源（如压缩光）所超越。然而，在随机相位估计中实现量子增强的实用方法仍然在很大程度上未被探索。本文提出了一种利用SU（1，1）干涉仪和相干输入态估计随机光学相位的方法。作为一个例子，我们研究了Ornstein-Uhlenback随机相位。我们分析了三个关键估计问题：预测，跟踪和平滑的这种方法的性能。结果表明，在相同的光子数通量下，与马赫-曾德尔干涉仪相比，该方法的均方误差显著减小。特别地，我们证明了SU（1，1）干涉仪的方法可以实现基本量子标度和随机海森堡标度，并且超过了正则测量的精度。
2020-08-07 quant-ph
Phase estimation for an SU(1,1) interferometer in the presence of phase diffusion and photon losses
本文从理论上研究了在考虑噪声影响的情况下，具有两臂相移的SU（1，1）干涉仪的量子费舍尔信息（QFI）。通过对净化过程的分析，提出了一种考虑相扩散效应的广义相变换。在此基础上，导出了同时考虑相位扩散和光子损失影响时的QFI解析表达式和量子精度的界。为了克服标准量子极限和噪声对相位估计精度的影响，给出了退相干系数随总平均光子数变化的上界。
2018-06-13 quant-ph
Metrological advantage at finite temperature for Gaussian phase estimation
在高斯状态的相位估计的背景下，我们引入了一个可量化的定义，考虑到热噪声的准备过程中的优势。对于一组广泛的状态，\textit{isotropic non-pure Gaussian states}，我们表明，压缩不仅是必要的，但足够的，以实现量子优势。我们解释我们的结果在资源理论的框架，并讨论可能的优势来源以外的挤压。我们的工作是一个步骤，使用纯和混合状态的相位估计来定义和量化非经典。这项工作是互补的研究，定义非经典使用正交位移估计。
2019-03-27 quant-ph
Iterative phase estimation
我们给出了一个迭代算法的相位估计的参数θ，这是在一个对数因子的海森堡极限。与其他方法不同，我们不需要任何纠缠或额外的旋转门，可以以几乎完美的精度执行任意旋转：只需要单一的酉通道副本和基本测量。仿真结果表明该算法是成功的。我们也看看迭代相位估计时，去极化噪声存在。可以看出，该算法仍然是成功的，提供的迭代阶段的数量是低于一定的阈值。
2010-01-22 quant-ph
A tradeoff in simultaneous quantum-limited phase and loss estimation in interferometry
已知利用量子光的干涉测量提供用于估计单个相位的增强的精度。然而，取决于所涉及的参数，用于同时估计多个参数的量子极限可能无法达到，从而导致在可达到的精度中的权衡。在这里，我们研究的同时估计两个参数相关的光学干涉：相位和损耗，使用一个固定的光子数。我们推导出这两个参数的估计中的折衷，这表明，与单参数估计相比，不可能设计一种策略，使量子Cramer-Rao界在单个设置中同时用于损耗和相位估计。我们设计了最佳的量子态与一个固定的光子数实现最佳的同时精度。我们的研究结果揭示了同时估计哈密顿和耗散参数的一般特征，并对复杂的传感场景，如量子成像具有影响。
2014-03-06 quant-ph
Optical phase estimation via homodyne measurement in the presence of saturation effect of photodetectors
本文将零差测量光学相位估计理论推广到探测器非线性饱和区域，给出相干光下电流解析表达式与精度估计，并用具体参数证明考虑饱和效应可提升估计性能。
2025-01-12 quant-ph
Sub-Heisenberg-limited nonlinear phase estimation: Parity measurement approaches the quantum Cramér-Rao bound
量子增强相位估计为超精密传感铺平了道路，具有重要的现实意义。本文从理论上研究了利用相干态和宇称测量估计二阶非线性相移。推导了数字表达式，并与线性相位估计方案进行了比较，分析了奇偶信号的分辨率和灵敏度，以及信号的可见性。此外，通过相位平均法消除隐藏资源，我们尝试从量子费舍尔信息中揭示基本灵敏度极限的秘密。最后，几个现实的情况下的分辨率和灵敏度的影响进行了研究，包括光子损失，不完善的探测器，以及那些是它们的组合。
2018-09-13 quant-ph
Discrete-to-continuous transition in quantum phase estimation
我们分析了量子相位估计问题，其中允许相位的集合形成整个$[0,2π]$区间的离散$N$元素子集，$φ_n = 2πn/N$，$n=0,\dots N-1$，并研究了各种代价函数以及互信息的离散到连续的转变$N\rightarrow\infty$。我们还分析了鉴相问题和估计问题之间的关系，通过考虑在真实估计值附近的给定宽度$σ$的阶跃代价函数。我们表明，在一般情况下，直接应用协变测量理论的离散子群的$U(1)$组导致次优策略，由于估计只出现在先验分布的阶段的隐含要求。我们开发的子协变测量理论，以弥补这种情况，并证明真正的最佳估计策略时，执行从离散到连续相位估计制度的过渡。
2017-09-14 quant-ph
Single-shot non-Gaussian Measurements for Optical Phase Estimation
在量子精密测量中，以最小的不确定性估计物理系统的性质是一项中心任务。光学相位估计是许多光学测量任务的中心，其中物理参数的值被映射到电磁场的相位，并且该相位的单次测量是必要的。虽然存在能够以小的不确定性估计Single Shot中的光的相位的测量，但是对于相干态的未知相位的接近最佳的Single Shot测量的演示仍然难以捉摸。在这里，我们提出并证明了战略的单次测量的从头相位估计的相干态，超越外差测量的灵敏度限制和方法的Cramer-Rao下界相干态。这些单次估计策略基于相干位移操作的实时优化、具有光子数分辨率的单光子计数和快速反馈。我们表明，我们的演示这些优化的估计策略超过外差限制的光功率范围很广，而无需校正检测效率与适度数量的自适应测量步骤。据我们所知，这是对编码在光学相干态中的未知相位的最灵敏的单次测量。
2020-09-28 quant-ph
Practical sampling schemes for quantum phase estimation
在这项工作中，我们考虑Kitaev的量子相位估计算法的实际实现。我们分析了使用相移，简化了未知相位$φ$的估计中的连续位的估计。通过使用越来越精确的移位，我们将测量的数量减少到每个额外的位只需要单个测量的程度。这产生了一种算法，该算法可以使用$N_ε + m$测量以至少$1-ε$的概率将$φ$估计到$2^{-(m+2)}$的精度，其中$N_ε$是仅取决于$ε$和特定采样算法的常数。我们提出了不同的采样算法和研究的确切数量的测量需要通过仔细的数值评估，并提供理论界和数值为$N_ε$。
2019-02-28 quant-ph
Usefulness of an enhanced Kitaev phase-estimation algorithm in quantum metrology and computation
我们分析了广义Kitaev相位估计算法的性能，其中N个相位门，作用于在乘积态中制备的$M$量子比特，可以以任意方式分布。与标准算法，其中的均方误差尺度为1/N，最佳的概括提供海森堡$1/N^2$误差缩放，我们表明，他们实际上是非常接近的基本贝叶斯估计界。我们还表明，该算法的最优性故障时，考虑到损失，在这种情况下，性能是劣于最佳的基于纠缠的估计策略。最后，我们表明，当一个替代的资源量化，这更准确地描述了相位估计Shor的算法，标准Kitaev的程序确实是最佳的，没有必要考虑其广义版本。
2014-12-10 quant-ph
Optimal measurements in phase estimation: simple examples
我们确定在不同的情况下相位估计的最佳测量策略。对于单个量子比特的纯态，我们证明了最佳测量形成了一个连续变量参数化的广泛集合。当状态被混合时，这个集合减少到仅仅两个可能的测量。对于两个量子比特，我们专注于对称的维尔纳态。我们找到了一个最佳的测量，并表明，从人口不平衡的估计是最佳的，只有当状态是纯的。最后，对于一个纯态的$N$量子比特，我们发现在哪些条件下，从完整的$N$体相关性和人口不平衡的估计是最佳的。
2013-10-10 quant-ph
Quantum-enhanced joint estimation of phase and phase diffusion
针对有噪量子计量中未知相位扩散噪声下的相位估计难题，研究利用广义Holland-Burnett态开展相位与相位扩散联合估计，发现特定平衡分束器制备态灵敏度最高且中等光子损耗下仍保持良好性能。
2024-03-07 quant-ph
Enhanced Two-Parameter Phase-Space-Displacement Estimation Close to Dissipative Phase Transition
提出了一种基于驱动耗散量子系统的量子传感器，用于联合估计表征相空间位移的两个共轭变量。该量子探针由二能级原子和玻色子模组成的晶格系统，它们通过偶极耦合相互作用。相干动力学和玻色子激发损失耗散过程之间的相互作用导致一个稳定的状态，表现出非分析行为。我表明，接近耗散相变的共轭参数之一的灵敏度，无论是位移的相位的幅度可以显着增强。此外，我证明了这两个参数的测量不确定度之和可以克服标准量子极限。
2020-08-02 quant-ph
