量子网络层析成像中的测量策略与估计精度
该工作研究了量子网络层析成像(QNT)中链路参数估计的测量策略,其中网络链路被建模为分发Werner态的退极化量子通道。研究分析了三种不同的测量方案:局域Z基测量(LZM)、联合贝尔态测量(JBM)以及预共享纠缠辅助测量(PEM)。针对每种方案,该团队推导了测量结果的概率分布,并检验了分发态中的噪声如何影响估计精度。研究获得了量子费舍尔信息矩阵(QFIM)的闭式表达式,并通过量子克拉美-罗界(QCRB)评估估计精度。数值分析表明,PEM方案能实现最低的QCRB值,提供最高估计精度,而JBM方案在精度与实现复杂度之间取得了良好平衡。LZM方法虽然在实验上更简单,但与其他方案相比表现出更高的估计误差;不过在单链路估计的高噪声区域,其性能优于JBM方案。研究人员进一步通过对比纯JBM配置与JBM/LZM混合配置,评估了四节点星型网络上的估计性能。当使用两个监测节点时,纯JBM策略在所有噪声区域均优于混合方案;而采用三个监测节点时,仅在不均匀链路的低噪声区域才能获得更低QCRB值。这些结果为实验性量子网络中选择测量策略奠定了实用基础,使得在现实噪声条件下实现更精确、可扩展的链路参数估计成为可能。
量科快讯
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