量子相干性驱动的不可知相位估计
量子计量学旨在通过对量子系统实施最优测量方案,来提升未知参数的估计精度。测量方案的最优性越高,对未知参数的传感精度提升就越显著。以经历旋转的两能级系统(量子比特)为例,典型的计量任务是在已知旋转轴信息(θ,φ)的情况下估计旋转角度τ。获取τ信息的方法是通过最大化费舍尔信息量来实现的。当缺乏旋转轴信息时,计量任务的最优性会急剧下降。 受近期利用纠缠关联闭合类时曲线与计量学的研究启发,该团队通过辅助量子比特协议突破了这一局限(旋转轴信息缺失问题)。在此协议中,探测系统与辅助系统通过酉演化的相干受控叠加态发生相互作用,初始辅助态中的量子相干性作为关键资源支撑协议运行。通过在制备辅助态的相同相干基矢下进行测量,该方案实现了与旋转轴参数无关的、关于旋转角度的最优费舍尔信息量。值得注意的是,这一资源高效且操作简便的不可知传感方案,既不依赖于探测系统与辅助系统初始联合态的纠缠特性,也无需纠缠测量操作,却能获得关于旋转角度的最大费舍尔信息量。
