探测多参数量子估计在过程e⁺e⁻→J/ψ→B‾B中的BESIII实验

量子费希尔信息矩阵(QFIM)是多参数量子计量学的基石。该研究团队基于BESIII实验中正负电子对撞产生重子-反重子对(B‾B)并通过J/ψ衰变的过程,采用对称对数导数(SLD)形式体系,开展了多参数量子估计研究。值得注意的是,QFIM不仅定义了量子克拉美-罗界限,还决定了最优探针态的选择策略。 研究团队针对两个关键物理参数——散射角φ和衰变参数αψ,对比了单独估计与联合估计的精度差异。研究发现:(1)估计方差强烈依赖于参数空间(φ, αψ)的探索区域;(2)不同参数展现出显著差异的时间演化动力学特征;(3)参数真实值越高,系统灵敏度越强,对应方差可显著降低约一个数量级。虽然所有参数的方差都随时间演化而增大,但其增长速率存在明显差异,这揭示了环境退相干导致的参数依赖性信息损失机制。 该工作验证了QFIM框架在实际开放系统中进行多参数量子估计的有效性,为超子衰变参数测量精度的终极极限提供了新见解。特别是发现当衰变参数αψ接近理论最大值时,其估计精度可比常规区域提升约80%,这一现象为未来高精度重子物理实验提供了重要参考。
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提交arXiv: 2026-01-17 16:31

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