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超导transmon系统因其对环境波动的极高灵敏度，成为纳米尺度温度测量的理想平台。该系统的固有非谐性——这对于量子比特操作至关重要——会带来一种非等间距的能谱，从而显著影响热布居，并进而影响温度测量灵敏度。本研究超越两能级近似，探讨了利用transmon进行温度估计的终极量子极限。该研究比较了三种互补模型的温度测量性能：量子比特、谐振子以及弱非谐杜芬振子，并评估了它们随温度变化的量子费希尔信息。结果表明，transmon的多能级非谐结构会影响其温度测量精度。事实上，与量子比特探针相比，包含更高激发态能增强关于系统温度的可提取信息量。此外，本文还揭示了标准四次截断的一个基本局限：该截断会导致势能从下方无界，仅支持虚假的亚稳态。通过引入有界非谐模型——即受限四次势能和六次修正项——本研究评估了超出杜芬区域后温度测量精度的鲁棒性。该研究结果为基于transmon的纳米尺度温度测量提供了实用指南，并阐明了非谐多能级谱在量子温度估计中的作用。