高斯系统的相对论性量子速度极限及预期实验验证
卫星量子密钥分发、公里级引力波探测器和星载时钟网络中的时间同步与相位分辨率均依赖于量子速度极限(QSLs),但现有基准测试忽略了相干态与压缩态探针的相对论效应。该研究团队推导了曼德尔斯坦-塔姆边界和马戈勒斯-莱维廷边界的一阶相对论修正项:基于福尔迪-沃思惠森展开式,并将−p⁴/(8m³c²)作为谐振子微扰项,通过高斯态传播得到了封闭形式的量子速度极限及量子克拉美-罗界。相对论运动学以振幅和压缩依赖的方式延缓演化进程,使两类边界值增大,并引入ε²t²相位漂移——这种漂移会降低计时灵敏度,同时适度提升压缩因子。在一个5.4特斯拉的彭宁阱中,单个电子(ε≈1.5×10⁻¹⁰)通过149千兆赫兹量子极限平衡零差探测进行读出,可在约15分钟内观测到该漂移现象(处于已知保持时间内)。这些成果为连续变量系统中的相对论修正提供了基准,并为高速或强场条件下的量子速度极限测试指明了可行路径。



