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
Variational Limits for Phase Precision in Linear Quantum Optical Metrology
我们应用变分方法得到了一些噪声系统中参数精度的普遍和解析下界。首先推导了非零温度下有耗光干涉测量中相位精度的下限。在此基础上，考虑了振幅阻尼和相位扩散对相移精度的影响。最后，我们将恒定相位估计推广到连续涨落相位估计的情形，发现由于光子损失，相应的均方误差随着总光子通量的增加从随机海森堡极限过渡到随机标准量子极限。
2015-10-26 quant-ph
Quantum metrology with precision reaching beyond-$1/N$ scaling through $N$-probe entanglement generating interactions
非线性相互作用被认为是量子精密测量的潜在资源，有助于参数估计精度，其尺度为$2^{-N}$的指数海森堡极限。我们探讨了这种非线性，并提出了一种基于$N$ -探针纠缠产生形式的非线性相互作用的关联量子测量方案。该场景提供了具有可调参数$D > 2$的$D^{-N}/(N-1)!$的增强精度缩放。此外，它可以很容易地在各种实验平台上实现，并适用于测量范围广泛的量，包括本地重力加速度$g$，磁场，和它的高阶梯度。
2021-07-05 quant-ph
Quantum Information Techniques for Quantum Metrology
量子精密测量是量子信息的一门新兴学科，目前正经历着实验突破和理论发展的浪潮。量子精密测量的主要目标是尽可能精确地估计未知参数。通过使用量子资源作为探针，可以实现使用最佳经典策略不可能实现的测量精度。例如，相对于相位估计的任务，最大精度（海森堡极限）是相对于最佳经典策略的精度的二次增益。当然，量子精密测量并不是目前正在取得进展的唯一量子技术。本论文的主题是探讨如何在适当的情况下利用其他量子技术，即：图态、纠错和密码学，来增强量子精密测量。
2022-01-05 quant-ph
Precision-Guaranteed Quantum Metrology
量子精密测量是通过主动使用量子资源来精确估计未知参数值的方法的总称。特别是，某些类的纠缠态可以用来显着抑制估计误差。在这里，我们推导出一个公式，严格评估的上限估计误差在一般设置的量子精密测量与任意有限的数据集。与标准方法不同，在几乎无限数据的理想设置中评估误差的下限，我们的方法严格保证了在有限数据的现实设置中的估计精度。我们还证明了当线性化不确定度（标准方法中的一个流行的基准）出现时，我们的上界显示了Heisenberg极限标度.作为一个例子，我们将我们的结果应用于Ramsey干涉仪，数值计算表明，对于有限数据，上界可以表现出精度的量子增强.
2015-04-30 quant-ph
Quantum Metrology with Dicke Squeezed States
介绍了一类新的量子多粒子纠缠态--Dicke压缩态（DS态），它可以用来提高量子精密测量的精度，使之超过标准量子极限。我们发现，测量精度的提高，其特征在于由一个单一的实验检测参数，称为迪克压缩$ξ_{D}$，这也限制了这类状态的纠缠深度。当$ξ_{D}$达到理想Dicke态的最小值时，测量精度接近海森堡极限.与其他纠缠态相比，我们证明了Dicke压缩态对退相干的鲁棒性更强，并且在典型的实验噪声下具有更好的测量精度。
2014-07-02 quant-ph
Dynamical decoupling leads to improved scaling in noisy quantum metrology
考虑了动力学解耦在量子精密测量中的应用，其中系统与环境的联合演化由一个哈密顿量描述。我们证明了，通过仅局部作用于系统量子比特的超快幺正控制操作，基本上可以消除各种噪声。这是以这样一种方式完成的，即所需的演化最多减少一个常数因子，从而导致海森堡缩放。唯一的例外是由待估计的哈密顿量本身生成的噪声。然而，即使对于这样的并行噪声，与任何局部噪声的标准量子极限相比，可以通过对称化来实现改进的缩放。
2015-12-23 quant-ph
Experimental Adiabatic Quantum Metrology with the Heisenberg scaling
利用量子相变进行高精度测量的临界量子精密测量近年来受到越来越多的关注。然而，由于连续的量子相变只存在于热力学极限，因此具有连续量子相变的临界量子精密测量在实验上是非常具有挑战性的。本文提出了一个绝热方案，研究了具有一级量子相变的微扰伊辛自旋模型。利用Landau-Zener反交叉，我们不仅可以在基态对未知参量进行编码，而且可以通过调节能隙来控制绝热过程的演化时间。我们在核磁共振实验上实现了绝热方案，并表明所达到的精度达到了海森堡标度。该方案具有易于实现、抗衰减能力强、能隙可调等优点，对量子精密测量的实际应用具有重要意义。
2021-02-14 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
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
Heisenberg versus standard scaling in quantum metrology with Markov generated states and monitored environment
寻找最佳的、噪声鲁棒的探测态是量子精密测量中的一个关键问题。在本文中，我们提出马尔可夫动力学作为一种可能的机制，产生这样的状态，并显示如何海森堡缩放出现多个“动态阶段”（稳态），和无噪声信道的系统。我们通过将马尔可夫输出耦合到“环境”附属物来建模噪声信道，并考虑环境被监测以增加输出的量子费舍尔信息的情况。在这种设置中，我们发现，生存的海森堡极限取决于环境是否收到“哪个阶段”的信息的记忆系统。
2014-07-04 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
Fundamental Scaling Limit in Critical Quantum Metrology
本研究建立了临界量子计量中量子Fisher信息随总演化时间的基本标度极限，发现卷绕数决定标度界限，并通过时间相关控制实现指数标度，且该标度在未达临界点及热耗散下仍成立。
2025-06-23 quant-ph
Quantum metrology
我们指出了一个一般的框架，包括大多数情况下，量子效应使精度的增加时，估计参数（量子精密测量）。典型的量子精度增强是系统被采样次数的平方根的数量级。我们证明，这是最佳的，我们指出了不同的策略（经典和量子），允许达到这个界限。
2005-09-26 quant-ph
Fluctuation-enhanced quantum metrology
量子技术实用化的主要障碍是噪声，噪声会引起量子退相干，破坏量子技术潜在的量子优势。场的涨落引起系统的退相，是最常见的噪声之一，被广泛认为对量子技术有害。在这里，我们表明，与传统的信念相反，波动可以用来提高精度限制在量子精密测量的各种参数的估计。具体来说，我们表明，对于一个领域的方向和旋转频率的估计，在波动的存在下实现的精度甚至可以超过下的酉动力学已被广泛认为是最终的限制下实现的最高精度。我们提供了明确的协议，它采用自适应量子纠错，以实现更高的精度限制与起伏的领域。我们的研究为研究噪声在量子精密测量中的作用提供了一个全新的视角。它还为超越极限的更高精度打开了大门。
2020-03-29 quant-ph
Noise constraints on sensitivity scaling in super-Heisenberg quantum metrology
研究超海森堡量子计量学中非线性增强在噪声下的限制，发现非线性相互作用会引发并放大涌现误差，导致精度增益消失，并确定了避免该误差的参数临界值。
2025-04-04 quant-ph
Reviving the precision of multiple entangled probes in an open system by simple $π$-pulse sequences
纠缠态的量子精密测量在实际噪声环境中总是会受到退相干的影响。因此，测量精度大大降低。在这里，我们应用动态解耦方法来保护$N$ -量子比特量子精密测量协议，并成功地恢复了测量精度的缩放为${N^{-k}}$与$k\in \left[{5/6,11/12}\right]$。由噪声谱分布确定的精度恢复程度表明，通过控制噪声谱可以进一步提高被保护协议的性能。这种保护协议在纯退相和弛豫噪声下对基于纠缠的量子精密测量具有普遍性，这将促进微观物理弱信号检测实用量子精密测量的发展。
2016-10-27 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
Quantum metrology: why entanglement?
我们展示了为什么以及何时需要纠缠来进行量子增强的精确测量，以及哪种类型的纠缠是有用的。我们给出了一个简单，直观的结构，显示纠缠如何将并行的估计策略转换为连续的相同精度。我们采用这种论点来概括传统的量子精密测量，以确定一类噪声的影响可以很容易地管理，并处理的情况下，不可区分的探针（如光干涉）。
2013-04-29 quant-ph
Optimal Strategies of Quantum Metrology with a Strict Hierarchy
量子精密测量的主要任务之一是在给定资源的情况下达到最终的精度极限，其中资源不仅是查询的数量，更重要的是允许的策略。对于相同数量的查询，对策略的限制约束了可达到的精度。在这项工作中，我们建立了一个系统的框架，以确定不同的家庭的战略，包括并行，顺序，和不确定因果顺序的策略的最终精度限制，并提供了一个有效的算法，确定一个最佳的战略家庭正在考虑的战略。我们的框架，我们表明存在一个严格的层次结构的精度限制不同的家庭的战略。
2023-02-18 quant-ph
Phase-Driven Precision Boost in Quantum Compression for Postselected Metrology
Novosibirsk State University（新西伯利亚国立大学）；Institute of Automation and Electrometry SBRAS（俄罗斯科学院西伯利亚分院自动化与电磁学研究所）；Lattakia University（拉塔基亚大学）；Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)（伊朗基础科学研究所）
通过利用Pancharatnam相，研究在后选计量中提升量子压缩精度的方法，发现其对信息保留和参数估计性能的显著影响。
2026-01-14 quant-ph
Quantum Fisher information as the measure of Gaussian quantum correlation: Role in quantum metrology
我们引入了一种基于量子费舍尔信息的高斯量子关联测度。对于二分高斯态，由于其中一方的局域幺正演化而产生的最小量子费舍尔信息可靠地量化了量子关联。在量子精密测量中，这种测量方法成为研究量子相关性在设定测量精度中所起作用的工具。特别是，可以更深入地了解量子相关性如何有助于提高测量精度。我们的分析表明，不仅纠缠，而且量子关联起着重要的作用，以提高双精度。在揭示量子关联的基本机制的基础上，我们指出，在量子精密测量中，即使在没有纠缠的情况下，量子关联也可以作为突破标准量子极限和达到海森堡极限的资源。
2014-06-19 quant-ph
Multiparameter quantum metrology at Heisenberg scaling for an arbitrary two-channel linear interferometer with squeezed light
University of Portsmouth（朴茨茅斯大学）
利用 squeezed 光在任意双通道线性干涉仪中实现 Heisenberg 缩放的多参数量子计量，为高精度光学干涉计量提供实验可行的设计原则。
2025-09-09 quant-ph
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 Metrology in Open Systems: Dissipative Cramér-Rao Bound
参数估计是贯穿整个科学技术领域的一项重要任务。量子克拉美-拉奥界限提供了在量子理论下允许实现的精度的基本极限。对于封闭的量子系统，已经证明了估计精度如何取决于潜在的动力学。在这里，我们提出了一个通用的配方计量方案在开放量子系统，旨在更直接地将精度的基础动力学的属性。该特征可以用于增强估计精度，例如，通过量子控制技术。具体来说，我们推导出一个相当大的一类开放系统动力学，这是由（依赖于时间的）动力学半群映射的Cramér-Rao界。我们通过三个例子来说明这种情况下的效用。
2014-03-31 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
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
Quality analysis for precision metrology based on joint weak measurements without discarding readout data
本文通过差分组合随机变量重新表述联合弱测量问题，揭示其精度无法达到总Fisher信息水平，并分析了技术噪声在虚弱值测量下可优于传统测量的条件。
2023-05-30 quant-ph
Scaling Enhancement in Quantum Metrology via Indefinite-Time-Direction Encoding
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；The University of Hong Kong（香港大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）
研究通过不定时间方向编码实现量子计量精度极限的非线性标度增强，将可控非对易编码操作转化为计量增益，并在量子光学系统角旋转测量实验中验证，不依赖探测端信息资源，为超越传统精度极限提供实用框架和新见解。
2026-07-28 quant-ph
Heisenberg-limited metrology with coherent control on the probes' configuration
量子精密测量的一个中心特征是海森堡标度的可能性，这是对经典统计极限的二次改进。然而，这种缩放对于噪声是出了名的脆弱。虽然对于某些噪声类型，它可以通过误差校正恢复，但对于其他重要类型，如失相，海森堡标度似乎无法挽回地丢失了。在这里，我们表明，这种限制有时可以解除，如果实验者有能力探测物理过程中的相干叠加的替代配置。作为一个具体的例子，我们考虑的问题，相位估计中存在的随机相位踢，这在正常情况下是已知的，以防止海森堡标度。我们提供了一个并行的协议，实现海森堡缩放相对于探针的能量，以及一个顺序的协议，实现海森堡缩放相对于总探测时间。此外，我们还证明，通过将路径叠加与快速控制操作相结合，在存在连续时间失相噪声的情况下，也可以实现海森堡缩放来进行频率估计。
2022-06-07 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
Multipartite entanglement and high precision metrology
我们提出了几个纠缠的量子费舍尔信息，有助于将各种形式的多体纠缠的相位估计的灵敏度方面的标准。我们表明，真正的多体纠缠是必要的，以达到最大的灵敏度，在一些非常一般的双线性干涉仪的任务使用双臂。我们还表明，它需要达到最大的平均灵敏度在一定的组合，这样的任务。
2014-08-19 quant-ph
Ultimate precision limit of SU(2) and SU(1,1) interferometers in noisy metrology
考虑了SU（2）和SU（1，1）干涉仪中的量子费舍尔信息（QFI），指出仅用QFI计算是高估了量子干涉仪的计算结果。一般情况下，相位估计是一个双参数估计问题，需要用到量子费舍尔信息矩阵（QF）。在本文中，我们从理论上推广的模型，由Quarser等[自然物理7，406（2011）]的QONS情况下的噪声和研究的最终精度极限的SU（2）和SU（1，1）干涉仪的光子损失，因为光子损失作为一种非常常见的噪声可能会发生在相位测量过程中。以相干态和压缩真空态为例，数值分析了被高估的QFI随损耗系数的变化，发现了QFI的消失和恢复现象。
2023-02-20 quant-ph
Toward Heisenberg Scaling in Non-Hermitian Metrology at the Quantum Regime
研究量子机制下的非厄米参数估计，提出适用于一般非厄米哈密顿量的量子Fisher信息表达式，推导最优测量条件并实验验证了估计精度中海森堡标度的实现。
2025-09-16 quant-ph
Control-enhanced quantum metrology under Markovian noise
量子精密测量通过利用合适的量子资源，可以显著提高参数估计的精度。然而，预测精度可以严重失真的现实噪声。在这里，我们提出了一个控制增强的量子精密测量计划，以抵御这些噪声，以提高计量性能。我们的计划可以自动改变参数编码动态可调控制，从而导致最佳的结果状态，是不太敏感的噪声正在考虑中。作为演示，我们数值应用于几个典型的马尔可夫噪声信道下的频率估计问题。通过与标准方案和辅助方案的比较，我们表明，我们的方案性能更好，可以提高估计精度约一个数量级。最后，我们在核磁共振系统中进行了原理验证实验，验证了所提出方案的有效性。本文的研究有助于当前的量子平台在现实噪声环境中利用量子精密测量的能力。
2023-02-06 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
Using entanglement against noise in quantum metrology
我们分析了量子精密测量中探针间纠缠和探针与外环间纠缠的作用。在没有噪声的情况下，已知非纠缠序贯策略可以实现与纠缠策略相同的海森堡标度，并且外部附属物是无用的。这在噪声的存在下发生了变化：在这里，我们证明了纠缠策略可以比非纠缠策略具有更高的精度，并且添加被动外部附属物也可以提高精度。我们分析了一些特定的噪声模型，并利用这些结果来推测噪声存在下的量子精密测量策略的一般层次结构。
2014-12-23 quant-ph
Precision Limits in Quantum Metrology with Open Quantum Systems
量子力学的定律允许进行测量，其精度取代了经典参数估计理论预测的结果。也就是说，当使用量子探针时，可以克服中心极限定理在估计大类参数（如光谱学中的原子频率或磁力学中的外部磁场）时所施加的精度界限。然而，环境噪声通常会改变在估计未知参数时可以实现的最终精度。本教程回顾了最近的理论工作，旨在获得一般的精度范围存在的环境。我们采用了一种互补的方法，我们首先分析的问题，在一般的框架内描述的量子系统的量子动力学地图，然后将这种抽象的形式主义系统的耗散时间演化的微观描述。我们将证明，虽然某些形式的噪声使量子系统标准量子限制，精度超过经典的界限仍然是可能的，在不同形式的本地环境波动的存在。
2018-10-15 quant-ph
Protecting Heisenberg scaling in quantum metrology via engineered dressed states
Freie Universität Berlin（柏林自由大学）
本文提出利用静态场生成的 dressed 状态来抑制噪声并保持信号灵敏度，证明在低温噪声下，若信号生成器不在系统-环境耦合算符线性空间中，可实现 Heisenberg 缩放。
2026-08-24 quant-ph
Probabilistic metrology defeats ultimate deterministic bound
量子增强测量利用量子力学效应提供物理变量的超精确估计，用于先进技术，如原子钟的频率校准、引力波检测和生物传感。量子精密测量研究在给定一定量的资源（例如探针系统的数量）和限制（例如有限的交互时间，或应对不可避免的噪声存在）的情况下估计精度的基本限制。在这里，我们表明，即使在存在噪声的情况下，概率测量策略（有一定的失败或放弃的概率）可以提供一个成功的结果，估计精度，违反了确定性的界限。这建立了新的最终量子精密测量极限。对于探针系统的本地移相，我们量化这样的精度限制作为一个功能的故障的概率，可以容忍。我们表明，弃权的可能性可以大大降低噪音的不利影响。
2014-07-25 quant-ph
Precision metrology of weak measurement with thermal state pointer
量子精密测量正逐渐被研究用于弱测量系统。对于具有热态指示器的弱测量系统，我们发现在虚弱值对应的位移空间中，后选成功后的最大QFI可以达到热涨落的水平，而不超过总QFI，并且随着温度的升高而增加的QFI可以不断提高测量精度.这些结果比纯态弱测量（即，高斯状态）指针。另一方面，在弱测量的Kerr非线性相互作用系统中，利用热态指示器，我们得到了在相空间中成功的后选择和后选择测量都达到了量子精密测量的Heisenberg极限，并且证明了在热态下的弱测量只获得了经典的Fisher信息（CFI），该信息随温度的升高而增加，实现了N^2的经典增强标度.此外，利用热态的弱测量比利用光的相干态或混合态的弱测量具有优势，因为在当前技术下产生具有更大不确定性的这些状态是有限的，但是具有更大不确定性的热态随着自然界中温度的升高而非常容易实现，而不管光或物质的热态如何。
2018-11-12 quant-ph
Coherent measurements in quantum metrology
众所周知，量子关联探测器在估计未知参数时比经典探测器具有更高的精度。然而，如何测量这样的量子探针仍然有些难以捉摸。我们通过考虑两种类型的读出策略来研究测量在量子精密测量中的作用：相干的，其中所有探针在纠缠的基础上同时测量;和自适应的，其中探针顺序测量，每个测量都以先前的结果为条件。在这里，我们首先表明，对于经典相关的探针的两个读出策略产生相同的精度。其次，我们构建了一个有噪声的多体量子系统的例子，其中相干读出产生比自适应读出更好的精度。这突出了经典和量子参数估计之间的根本区别。从实用的角度来看，我们的研究结果是相关的精确测量量子器件的优化设计。
2015-02-19 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
Improving the Precision of Optical Metrology by Detecting Fewer Photons
在用于测量物理量的光学测量协议中，增加光子数原则上总是有利于提高测量精度。然而，实际的约束防止由于实际检测器的缺陷而任意增加n，特别是当检测器响应由饱和效应主导时。在这项工作中，我们表明，一个修改后的弱测量协议，即偏置弱测量显着提高了精度的光学计量饱和效应的存在。这种方法检测到一个超小部分的光子，同时保持相当数量的光子信息。偏置的预耦合导致后选择中光子的额外减少，并在光谱分布中产生消光点，该消光点对估计的参数极其敏感并且难以饱和。因此，Fisher信息可以通过增加光子数来持续增强。在我们的磁传感实验中，偏置弱测量的精度比以前使用的方法高出约一个数量级。所提出的方法可以应用于各种光学测量方案，以规避探测器饱和效应与低成本的设备。
2021-03-23 quant-ph
Algebraic metrology: Pretty good states and bounds
我们研究量子精密测量使用李代数方法的一类哈密顿量，包括本地和最近邻相互作用哈密顿量。使用这个李代数公式，我们确定并构建高度对称的状态，承认海森堡标度在没有噪声的情况下，在精度，并调查其性能存在噪声。为此，我们进行了数值标度分析，并推导出上界的量子费舍尔信息。
2015-08-25 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
Notes on Thermodynamic Principle for Quantum Metrology
最近，我们发现了量子精密测量的能量消耗的物理限制，并证明它本质上是由量子费舍尔信息（QFI）的擦除引起的，该擦除决定了最佳可实现的测量精度。在此，我们提供更多细节，以便进一步阐述这一原则的实质。
2022-08-10 quant-ph
Bounding Quantum Advantages in Postselected Metrology
本文推导了后选择计量学中量子优势的界限，建立了与弱值优化的联系，并提出了一种达到该界限的方案，证明正准概率分布也能实现异常大的精度提升。
2022-01-19 quant-ph
Precision bounds for noisy nonlinear quantum metrology
我们推导出在噪声存在下的非线性测量方案的性能的最终界限。特别是，我们调查的精度的二阶估计方案中存在的两种最有害的类型的噪声，光子损失和相位扩散。我们发现，二阶估计方案的影响，这两种类型的噪声以类似的方式作为线性的。此外，我们观察到，对于这两种类型的噪声的相位灵敏度相对于线性估计方案的增益是由一个乘法项$\mathcal{O}(1/N)$。有趣的是，我们还发现，在某些情况下，一个精心设计的环境可以，在原则上，提高性能的相位扩散影响的测量方案。
2014-02-14 quant-ph
Probabilistic metrology or how some measurement outcomes render ultra-precise estimates
我们在理论上表明，即使在存在噪声的情况下，概率测量策略（具有一定的失败或放弃的概率）可以提供，在一个成功的结果，估计精度超过了确定性的平均精度的界限。这建立了特定测量结果（或结果序列）的相位估计精度的新的最终界限。对于探针系统的本地移相，我们量化这样的精度限制作为一个功能的故障的概率，可以容忍。我们的研究结果表明，弃权的可能性可以抵消噪音的不利影响。
2016-10-26 quant-ph
Sensitivity Bounds for Multiparameter Quantum Metrology
我们确定的精度限制多模干涉仪的多个参数的同时估计。增强多参数灵敏度的量子策略是基于粒子之间、模式之间或两者结合的纠缠。粒子可分离态的最大可达灵敏度定义了多参数散粒噪声极限，该极限可以在没有模式纠缠的情况下被超越。通过增加模式纠缠，可以进一步增强到多参数海森堡极限。最佳的战略，饱和的精度界限。
2018-09-28 quant-ph
Typicality of Heisenberg scaling precision in multi-mode quantum metrology
我们提出了一个测量设置达到海森堡标度精度的估计任何分布参数$φ$（不一定是相位）编码成一个通用的$M$端口线性网络组成的无源元件。该方案可以很容易地实现从实验的角度来看，因为它只采用高斯态和高斯测量。由于完整的一般性的估计问题考虑，有人预测，将需要进行一个自适应的过程，其中涉及的输入状态和测量在输出端进行，我们表明，这是没有必要的：海森堡缩放精度仍然是可以实现的，只适应一个单一的阶段。非适应阶段只影响的前因子乘以海森堡标度精度的值：我们表明，对于大值的$M$和随机（无偏）选择的非适应阶段，这个前因子需要一个典型的值，可以通过编码的参数$φ$到线性网络控制。
2021-02-17 quant-ph
Quantum-coherence-free precision metrology by means of difference-signal amplification
本文研究消除量子相干性后的差分信号放大（DSA）技术，证明其作为联合弱值放大（JWVA）的经典对应方案可实现类似放大效应，并给出信号表达式、精度表征及最优工作区间。
2022-12-28 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
