能量约束条件下的最优量子计量

量子计量学通过利用量子效应,有望实现参数估算的精密度提升。传统计量学框架通常假设资源不受限,而忽略了现实场景中的资源约束问题。因此,其中提出的最优策略在实践中往往难以实现。该研究团队探究了在探针态制备、中间控制操作及最终测量总能耗受能源约束条件下的量子计量学,建立了一个用于表征能量约束下量子多步骤过程的综合理论框架,该框架也可拓展至计量学以外的量子信息处理任务。基于此框架,研究人员开发了一种通用的能量约束量子计量优化方法,可同时确定最优精密度及相应策略。将该方法应用于相位估计时发现:在能源不受限时,精密度可随维度提升无限受益;但在无限维系统中,能源约束将导致精密度的最终标度限制为1/E2(E为可用能量)。这表明,有限的能源可能成为精密度提升的根本性障碍。

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