Magnon Shake-up: Entanglement Generation and Sensing
本文将抖动原理扩展到磁性系统，展示磁振子抖动结构在产生和传感磁振子-磁振子纠缠中的作用，为量子技术开辟新机遇。
2025-04-28 quant-ph
Secure Quantum Remote Sensing Without Entanglement
量子精密测量和量子通信通常被认为是更广泛的量子技术组合中的不同应用。然而，在某些情况下，我们可能希望将两者结合起来，最近的提案已经表明了如何在基于纠缠的系统中实现这一点。在这里，我们提出了一种无纠缠的替代方案，它在简单性和实用性方面具有优势，只需要传输单个量子位。我们证明了该方案的性能在低和高的数据限制，显示量子优势的测量精度和安全性方面对一系列可能的攻击。
2023-02-07 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
Sub-SQL electronic field sensing by simultaneously using quantum entanglements and squeezings
针对囚禁离子电场传感中单独用量子纠缠或压缩突破SQL增益有限的问题，提出同时利用自旋-振子态纠缠与振子压缩放大累积相位的方案，可有效提升灵敏度增益，为电场传感及其他计量应用突破SQL提供新途径。
2023-08-25 quant-ph
Experimental secure entanglement-free quantum remote sensing over 50 km of optical fiber
本文实验演示了一种无需纠缠的安全量子远程传感方案，利用更易制备的单量子比特态估计相位，并在50公里光纤上成功实现远程预设相位估计，为长距离应用奠定关键基础。
2024-12-25 quant-ph
Entanglement-enhanced quantum sensing via optimal global control with neutral atoms in a cavity
University of Strasbourg and CNRS, CESQ and ISIS (UMR 7006), aQCess（斯特拉斯堡大学与法国国家科学研究中心，量子电子学与光谱学中心及强磁场综合光谱实验室）；Center for Engineered Quantum Systems, School of Mathematical and Physical Sciences, Macquarie University（麦考瑞大学数学与物理科学学院工程量子系统中心）
本研究提出了一种利用最优全局控制制备纠缠态的协议，以提升量子传感的精度，克服光子损耗等噪声影响。
2026-01-23 quant-ph
Quantum entanglement enables single-shot trajectory sensing for weakly interacting particles
本文证明量子纠缠可显著降低完美轨迹区分所需的粒子-量子比特相互作用强度阈值，使纠缠传感器在单次测量中以零错误感知弱相互作用粒子轨迹，而非纠缠传感器需Θ(log(1/ε))次重复，并在高斯激光脉冲等现实场景中验证了纠缠的增强作用。
2024-10-08 quant-ph
Private quantum network sensing with efficient multi-partite entanglement distribution via lossy channels
Keio University（庆应义塾大学）；Advanced ICT Research Institute, National Institute of Information and Communications Technology (NICT)（国家信息通信技术研究所先进ICT研究所）
提出一种基于高效GHZ态分布方案的量子网络传感协议，通过有损信道降低分布式参数（包括任意线性组合）的估计误差，并实现隐私保护。
2026-06-26 quant-ph
Efficient high-dimensional entanglement imaging with a compressive sensing, double-pixel camera
我们实现了一个双像素，压缩传感相机有效地表征，在高分辨率下，自发参量下转换产生的空间纠缠场。该技术利用纠缠光子之间空间相关性的稀疏性，通过n维图像的缩放因子高达n^2/log（n）来改善光栅扫描的采集时间。我们的图像分辨率高达1024个维度，每个探测器，并展示了8.4位每光子的通道容量。通过比较共轭基中的经典互信息，我们违反了熵Einstein-Podolsky-Rosen可分性准则的所有测量分辨率。更广泛地说，我们的结果表明压缩感知对于相关系统的高阶测量特别有效。
2012-12-21 quant-ph
Quantum correlation in disordered spin systems: entanglement and applications to magnetic sensing
我们提出了一种在固体中随机放置的偶极耦合电子自旋集合中产生多体纠缠态的策略。通过使用相干控制来限制演化到合适的集体子空间，该方法使得即使对于随机定位的自旋也能够制备类GHZ和自旋压缩态，同时还保护纠缠态免受退相干。我们考虑将这种压缩方法应用于提高基于金刚石中氮空位自旋量子比特的纳米磁强计的灵敏度。
2009-04-17 quant-ph
Entanglement-Enhanced Nanoscale Single-Spin Sensing
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
本文提出利用纠缠NV对增强单自旋检测灵敏度和分辨率，实现对稳定态和亚稳态自旋的同时检测，为量子材料表征提供新方法。
2025-04-30 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
Exponential entanglement advantage in sensing correlated noise
Joint Center for Quantum Information and Computer Science, NIST/University of Maryland（量子信息与计算机科学联合中心，美国国家标准与技术研究院/马里兰大学）；Department of Physics, Harvard University（哈佛大学物理系）；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）；IBM Quantum, IBM T.J. Watson Research Center（IBM量子，IBM托马斯·J·沃森研究中心）；Department of Physics, Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院物理系）
本研究针对关联噪声传感问题，提出纠缠可在Lindblad退相干参数估计中带来指数级灵敏度提升，开辟了基于纠缠的传感优势新路径，可用于量子器件退相干表征与多体关联相探测。
2026-10-12 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
Continuous variable distributed quantum sensing in integrated photonics
University of Bristol（布里斯托大学）
本文在集成光子芯片上演示了利用四模纠缠态对四个相移的线性函数进行分布式量子传感，实现了比散粒噪声极限低0.199分贝的纠缠增强精度，展示了可扩展的集成方案。
2026-09-17 quant-ph
Quantum-coherent nonlinear interferometry using electron-phonon systems for entanglement-assisted terahertz sensing
本研究提出一种量子相干非线性干涉测量理论框架，将非线性介质建模为有源电子-声子量子系统，实现两阶段纠缠建立，可通过近红外探测间接读出太赫兹信号，为纠缠辅助太赫兹传感提供新路径。
2025-10-30 quant-ph
Optimum mixed-state discrimination for noisy entanglement-enhanced sensing
量子精密测量利用非经典资源，如纠缠或压缩光，以实现其性能超过经典状态系统所提供的传感器。然而，环境损耗和噪声很容易破坏非经典资源，从而抵消了大多数量子增强传感器的性能优势。量子照明（QI）是不同的。这是一个强大的纠缠增强的传感方案，其6 dB的性能优势超过相同的平均传输光子数的相干态传感器生存的损失和噪声的初始纠缠的根除。不幸的是，能够获得QI全部性能优势的最佳量子接收器的实现仍然难以捉摸，因为它必须处理大量非常嘈杂的光学模式。我们展示了和频产生（SFG）如何有效地应用于最佳多模高斯混合状态鉴别。应用到QI，我们的分析和数值计算表明，我们的SFG接收器饱和QI的量子相干性约束。此外，增强我们的SFG接收器与前馈（FF）机制推动其性能的Helstrom界在低信号亮度的限制。因此，FF-SFG接收器为最佳量子增强成像、雷达探测、状态和信道层析成像以及实际高斯状态情况下的通信打开了大门。
2016-11-29 quant-ph
Entanglement Purification by Integrated Silicon Photonics
本文首次在硅光芯片上实现确定性纠缠纯化，通过可重构电路模拟比特翻转与相位翻转错误，在20%比特翻转错误率下将态保真度从0.71提升至0.82。
2025-07-04 quant-ph
Entanglement swapping between independent and asynchronous integrated photon-pair sources
集成光子学代表了一种可以在成本、尺寸、缩放和鲁棒性方面大大改善量子通信网络的技术。这方面的一个关键基准是证明它们在复杂量子网络协议中的性能，例如独立光子对源之间的纠缠交换。在这里，使用时间分辨检测，和两个独立的和集成的Si $_3$ N $_4$微谐振器光子对源，在CW制度在电信波长下工作，我们获得了高达$0.97 \pm 0.02$的光谱纯度和两个源之间的$V_{\rm HOM}=93.2 \pm 1.6\,\%$的HOM干涉可见性。这导致纠缠交换可见性高达$91.2 \pm 3.4\,\%$
2020-11-16 quant-ph
Storage and analysis of light-matter entanglement in a fibre-integrated system
部署一个成熟的量子互联网带来了一个挑战，即为远程量子节点之间的纠缠分发找到足够的构建块。一个理想的系统将把光纤中的传播与光的量子存储器结合起来，利用现有的通信网络，同时具有扩展到网络规模所需的可扩展性。在这里，我们展示了一个光纤集成的量子存储器纠缠与光子在电信波长。该存储器件基于掺稀土固体中的光纤尾纤激光写入波导，并允许存储器的全光纤稳定寻址。使用基于光纤的干涉仪进行纠缠的分析。我们的研究结果在光物质纠缠的集成存储的存储时间和效率方面具有数量级的进步，并向使用集成器件的量子网络迈出了重要的一步。
2022-01-10 quant-ph
Utilizing probabilistic entanglement between sensors in quantum networks
针对星形量子传感网络中纠缠概率生成且保真度有限的问题，本文利用量子 Fisher 信息比较协议，给出纠缠使用、存储与提纯的条件及经典传感更优的保真度阈值。
2024-07-22 quant-ph
Chip-to-chip hyperentanglement distribution and entanglement purification using silicon integrated photonics
该研究首次在集成硅芯片间实现偏振-空间超纠缠分发，并通过消耗空间自由度完成纠缠纯化，弥补了片上量子中继器的关键环节。
2025-10-21 quant-ph
Quantum-Enhanced Sensing Enabled by Scrambling-Induced Genuine Multipartite Entanglement
National Laboratory of Solid State Microstructures, School of Physics, Nanjing University（南京大学固体微结构物理学院）；International Quantum Academy（国际量子研究院）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；School of Science, Jimei University（集美大学理学院）
本文提出了一种通用协议，通过多体信息 scrambling 实现量子增强传感，展示了在超导量子处理器上超越标准量子极限的灵敏度，并建立了灵敏度增强与 out-of-time-order correlator（OTOC）动态之间的联系。
2026-01-30 quant-ph
Certification of genuine time-bin and energy-time entanglement with integrated photonics
针对现有集成光子TB/ET纠缠源存在后选择漏洞的问题，研究人员提出基于hug干涉方案的集成光子通用贝尔测试芯片，实现超10个标准差的贝尔不等式违反，验证该方案可用于真实TB纠缠认证。
2023-02-13 quant-ph
Entanglement-Enhanced Sensing in a Lossy and Noisy Environment
非经典态对于基于光学的量子信息处理是必不可少的，但它们的脆弱性限制了它们在实际场景中的效用，在这些场景中，损耗和噪声不可避免地降低（如果不是破坏）非经典性。在量子精密测量中利用非经典态产生的灵敏度优于所有经典方案，每个测量间隔向被探测的样品提供相同的能量。这些增强几乎无一例外地被量子退相干严重削弱。在这里，我们实验证明了一个纠缠增强的传感系统，是弹性的量子退相干。我们采用纠缠实现了20%的信噪比的改善超过最佳的经典方案中的纠缠打破环境的困扰由14 dB的损失和噪声背景75 dB强于返回的探测光。我们的研究结果表明，有利的量子传感技术可以开发的实际情况。
2014-11-21 physics.optics quant-ph
Matters Arising: Distributed quantum sensing with mode-entangled spin-squeezed atomic states
本文是对Malia等人2022年发表于《Nature》的分布式量子传感研究的商榷，指出其声称的四节点时钟网络纠缠精度比量子投影噪声极限高11.6 dB的结论错误，实际结果比该极限差两个数量级以上，未实现纠缠带来的精度提升。
2023-05-03 quant-ph
Remote Entanglement of Solid-State Spin Qubits Integrated in Broadband Waveguides
QuTech and Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学量子技术研究所和纳米科学卡弗里研究所）
研究固态自旋量子比特远程纠缠，结合宽带波导架构与高效光子发射，实现相干控制与高可见度双光子干涉，通过光子介导纠缠生成与实时前馈产生一致纠缠态，确立波导集成锡空位中心为可扩展量子网络节点平台。
2026-07-15 quant-ph
Dynamic distributed quantum sensing of radio-frequency fields via time-bin entanglement
Technergetics LLC（Technergetics有限责任公司）；Booz Allen Hamilton（博思艾伦咨询公司）；Murray Associates of Utica（尤蒂卡穆雷协会）；Air Force Research Laboratory（空军研究实验室）
提出基于时间-bin纠缠的分布式量子传感框架，利用时间结构实现动态RF场传感，相比静态偏振编码提升6 dB灵敏度，并保持纠缠优势，经蒙特卡洛模拟验证。
2026-10-01 quant-ph
Entanglement advantage in sensing power-law spatiotemporal noise correlations
Joint Center for Quantum Information and Computer Science, NIST/University of Maryland（量子信息与计算机科学联合中心，美国国家标准与技术研究院/马里兰大学）；Joint Quantum Institute, NIST/University of Maryland（量子联合研究所，美国国家标准与技术研究院/马里兰大学）；Pritzker School of Molecular Engineering, University of Chicago（普里茨克分子工程学院，芝加哥大学）
本文研究了量子传感器在感知具有幂律时空相关性的噪声时的纠缠优势，推导了标量纠缠优势的条件，并展示了非马尔可夫性对纠缠优势的影响。
2026-03-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
A Machine-Designed Sensor to Make Optimal Use of Entanglement-Generating Dynamics for Quantum Sensing
我们使用机器优化来开发一个量子传感方案，该方案在相同的量子资源下实现了比传统方案更好的灵敏度。利用单轴扭转动力学产生量子纠缠，我们发现，而不是划分为单独的“状态准备”和“审问”阶段的时间资源，一个复杂的机器设计的旋转序列允许产生计量有用的纠缠，而参数被审问。与通过传统的单轴扭转方案生成的状态相比，这在给定的总时间内提供了高得多的灵敏度。这种方法可以应用于产生量子增强态的其他方法，从而使原子钟、磁力计和惯性传感器具有更高的灵敏度。
2020-02-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamic quantum-enhanced sensing without entanglement in central spin systems
我们提出了一个动态量子传感方案，该方案利用一个中心自旋与周围许多自旋相互作用的量子多自旋系统。从广义Ising环模型出发，研究了中心自旋的误差传播公式，指出只要探测态是乘积态，就可以达到Heisenberg标度.特别地，我们在极限情形下导出了动态量子费舍尔信息的解析形式，它明确地表现出海森堡标度。通过与数值计算结果的比较，证明了当周围自旋之间的耦合强度远小于中心自旋与周围自旋之间的耦合强度时，解析结果可以很好地近似一般情况.这一分析结果指导我们寻找合适的探测态和测量时间，实现实际情况下的海森堡标度。此外，我们还研究了实际量子系统中的各种重要效应，包括中心自旋塞曼项、超精细相互作用的各向异性和超精细耦合强度的不均匀性。我们的结果表明，动态量子增强传感方案似乎是可行的，在现实的量子中心自旋系统，如半导体量子点。
2022-04-30 quant-ph
Joint Communication and Sensing with Bipartite Entanglement over Bosonic Channels
研究利用双粒子纠缠在光子信道中实现通信与传感的联合优化，通过量子优势提升通信速率与传感精度。
2026-05-15 cs.IT math.IT quant-ph
Impulsive Spin-Motion Entanglement for Fast Quantum Computation and Sensing
本文利用16皮秒激光脉冲在单个囚禁离子上实现自旋-运动纠缠，证明该操作不受运动或自旋进动时间尺度限制，单量子比特操作保真度达97%，为快速量子计算与传感提供新途径。
2024-02-22 physics.atom-ph quant-ph
Quantum-Enhanced Sensing from Hyper-Entanglement
超纠缠-两个或多个系统的多个自由度之间的同时纠缠-已被用于增强量子信息任务，如量子通信和光子量子计算。在这里，我们表明，超纠缠可以导致增加计量学的量子优势，从纠缠在每个自由度的贡献，允许海森堡标度的参数估计的精度。我们的实验采用光子对纠缠在偏振和空间自由度，以估计一个小的倾斜角的镜子。超过散粒噪声的精度极限通过偏振状态的简单二进制测量而饱和。这里考虑的动力学的广泛有效性意味着基于超纠缠的类似策略可以在各种各样的任务中提供改进。
2017-09-13 physics.optics quant-ph
Deterministic Entanglement via Molecular Dissociation in Integrated Atom Optics
中性冷原子的确定性纠缠可以通过结合几种现有的技术来实现，例如中性双原子分子的创建/解离，用微制造结构（原子芯片）操纵原子以及以几乎100%的效率检测单个原子。利用集成/线性原子光学系统来操纵这种纠缠将为中性原子的量子信息处理开辟一个新的视角。
2006-04-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Distributed quantum sensing enhanced by continuous-variable error correction
分布式感测协议使用本地感测节点的网络来估计网络的全局特征，诸如本地可检测参数的加权平均。在无噪声的情况下，由节点共享的连续变量多体纠缠可以相对于没有共享纠缠的网络所能达到的精度来提高参数估计的精度;对于纠缠协议，均方根估计误差像$1/M$一样随着感知节点的数量$M$而缩放，即所谓的海森堡缩放，而对于没有纠缠的协议，误差像$1/\sqrt{M}$一样缩放。然而，在存在损耗和其他噪声源的情况下，尽管多体纠缠对于感测位移和相位仍然具有一些优势，但是与$M$的精度的缩放不太有利。在本文中，我们表明，使用连续变量纠错码可以提高对缺陷的传感协议的鲁棒性和恢复海森堡缩放到中等值的$M$。此外，虽然以前的分布式传感协议只能测量一个单一的正交，我们构建了一个协议，其中两个正交可以同时感测。我们的工作证明了连续变量纠错码在现实感测场景中的价值。
2020-02-26 physics.optics quant-ph
Exponential Expansion of Massive Schrödinger Cats for Sensing and Entanglement
提出一种通过高斯动力学指数膨胀初始小叠加态的协议，用于加速传感未知力并实现量子比特非高斯协议下的引力诱导纠缠，显著提升了实验可行性。
2024-08-21 gr-qc quant-ph
Entanglement Witnesses of Condensation for Enhanced Quantum Sensing
本研究通过凝聚态的纠缠增强量子传感灵敏度，利用集体纠缠放大自旋态跃迁，提升磁共振信号对比度。
2025-11-25 physics.chem-ph physics.comp-ph quant-ph
Entanglement-Enhanced Optomechanical Sensing
本研究提出利用纠缠探针进行多光机械传感器联合力测量，在热噪声或散粒噪声主导区域分别提升带宽或灵敏度，灵敏度-带宽乘积较经典探针提高25%，为惯性导航等应用开辟新途径。
2022-10-28 physics.optics quant-ph
Bosonic Entanglement and Quantum Sensing from Energy Transfer in two-tone Floquet Systems
本文结合 Floquet 理论与量子信息设计路径纠缠器，在双音 Floquet 系统中实现超越标准量子极限并达到海森堡极限的量子传感，且对相位不确定性和传输损耗具有鲁棒性。
2025-09-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nanowire-based Integrated Photonics for Quantum Information and Quantum Sensing
本文综述纳米线量子点单光子发射器与超导纳米线单光子探测器的原理、材料、制备及应用，展望集成量子光子学趋势并提出实验方向。
2023-07-18 physics.optics quant-ph
Generation of photons with all-optically reconfigurable entanglement in integrated nonlinear waveguides
我们预测在集成非线性耦合波导中，通过自发参量下转换可以实现具有定制空间纠缠的光子对的全光重构产生。输出量子波函数的所需元素直接从每个波导中的经典激光泵浦输入的振幅和相位映射。这是通过特殊的非均匀域极化，局部反转的二次非线性极化率的符号，并相应地形成沿波导产生的双光子量子态的干涉。我们展示了一个设备配置的双光子贝尔态的任何线性组合的产生。
2014-11-03 physics.optics quant-ph
Improving cold-atom sensors with quantum entanglement: Prospects and challenges
量子纠缠已经在冷原子实验中产生和验证，并用于在散粒噪声极限以下进行原子干涉测量。然而，当前最先进的冷原子装置利用可分离的（即，未纠缠的）原子状态。这篇观点文章提出了一个问题：纠缠能有效地改善冷原子传感器吗？从某种意义上说，它能提供目前最先进的设备无法实现的新的传感能力。我们简要回顾了精密冷原子传感的最新技术，重点关注时钟和惯性传感器，确定纠缠可能给这些设备带来的潜在好处，以及实现这些好处需要克服的挑战。我们调查了在冷原子系统中产生计量学上有用的纠缠的方法，注意到它们的相对优势和劣势，并评估了它们在近中期量子增强冷原子传感中的前景。
2021-04-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
AutoQML: Automated Quantum Machine Learning for Wi-Fi Integrated Sensing and Communications
Mitsubishi Electric Research Laboratories（三菱电机研究实验室）
商用Wi-Fi设备可用于集成传感和通信（ISAC），以联合交换数据并监控室内环境。在本文中，我们研究了一个概念验证的方法，使用自动量子机器学习（AutoQML）框架称为AutoAnglomerator识别人类手势。我们解决了如何有效地设计量子电路来配置量子神经网络（QNN）。AutoQML的有效性通过人体姿势识别的内部实验进行了验证，在有限的数据大小和少量可训练参数的情况下实现了超过80%的准确率的最新性能。
2022-05-17 cs.LG eess.SP quant-ph
Variational Quantum Integrated Sensing and Communication
Signal Processing Systems Group, Department of Electrical Engineering, Eindhoven University of Technology（信号处理系统组，电气工程系，埃因霍温理工大学）；KCLIP lab, Center for Intelligent Information Processing Systems, Department of Engineering, King's College London（KCLIP实验室，智能信息处理系统中心，工程系，伦敦国王学院）
本文提出一种基于量子纠缠的变分量子集成传感与通信协议，通过自适应优化实现通信速率与参数估计精度的灵活平衡。
2025-11-20 cs.IT cs.LG eess.SP
