逼近海森堡标度的量子比特辅助量子计量准则

该工作研究了与辅助量子比特耦合的探针系统的计量精度。研究发现,将探针与量子比特耦合限制在仅沿一个或两个方向上,是有效动力学生成器实现海森堡极限精度的充分条件。在该条件下,关于待估计参数的量子Fisher信息(QFI)等于复合系统初始态下有效生成器均方值的期望。该团队的标准在两个不同的系统中得到了验证。对于玻色子探针,关于位移估计的QFI被发现与探针的平均激发数成正比。这得出了一个反直觉的结论:量子计量灵敏度可以通过提高探针系统的温度来增强。对于自旋系综探针,关于旋转相位和磁场估计的QFI均表现出对探针自旋数的二次依赖关系。研究发现,即使自旋系综被制备成有限温度态,远离所谓的资源态(例如压缩态或格林伯格-霍恩-泽林格态),QFI仍然可以展现出海森堡标度行为。
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提交arXiv: 2026-06-24 07:58

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