用于鲁棒纠缠差分相位感知的Lieb-Mattis态

开发能够探测细微物理效应的大规模粒子传感器是精密测量科学的核心目标。纠缠量子传感器可突破标准量子极限(SQL)——其信号方差与粒子数N成1/N比例关系——并接近海森堡极限(HL),此时方差比例提升至1/N2。然而纠缠态通常对噪声更为敏感,尤其是共模噪声(如磁场波动、控制相位噪声或原子干涉仪中的振动)。该研究团队提出了一种用于差分信号估计的双节点纠缠增强量子传感网络,其本质上抑制共模噪声,同时保持对局部非相关噪声的鲁棒性。这种架构使灵敏度逼近海森堡极限成为可能。研究人员探索了两种态制备策略:(i) 类似于玻色双模压缩的幺正纠缠生成,可实现海森堡标度;(ii) 通过共享腔模集体发射的耗散制备,其精度较标准量子极限提升√N倍。数值模拟证实两种方案在现实条件下均保持有效性,为在主导性共模噪声环境中实现可扩展的量子增强传感提供了支持。

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