用于量子增强传感的最优可观测量及其在弗洛凯时间晶体传感器中的应用
在本工作中,该团队讨论了如何确定并实现一种能够饱和量子费舍尔信息(QFI)界限的计量协议中的可行最优可观测量。该团队特别将研究重点放在一种简单协议上,即矩方法(MoM)。该团队首先证明,对称对数导数(SLD)算子(一种厄米可观测量)一旦在MoM中实现,即可饱和QFI界限。然而,SLD通常过于复杂且具有非局域性,使其直接实验实现不可行。为克服这一限制,该团队在一种特定的传感模型——作为交流场传感器的Floquet时间晶体(FTC)——中探索其结构,并表明对于不同的相关初始态制备,SLD可以通过显著更简单的可观测量(如裸自旋磁化强度或宇称可观测量)来近似。该团队进一步在作为FTC传感器的核磁共振系统中验证其理论预测,采用实验相关参数模拟其在最先进实现中的性能。总体而言,该团队的研究结果为FTC传感器中接近最优计量提供了一条实用路径,其中不可达的SLD算子可由更简单的可观测量替代,同时保持量子增强灵敏度。

