可扩展马赫-曾德尔干涉仪网络与单一纠缠资源

分布式量子传感利用量子纠缠增强空间分离传感器网络的多参数估计能力,其灵敏度突破经典极限。这项技术在精密导航、生物医学成像和环境监测等领域具有广阔应用前景。然而,如何实现纠缠态在传感节点间的最优分配这一核心难题,制约着系统的可扩展性和鲁棒性。本研究展示了一种基于马赫-曾德尔干涉仪的可重构网络,通过共享单个压缩真空纠缠源,在10^-9相位不确定度水平下实现了4.36±0.35分贝的联合噪声抑制(优于标准量子极限)。经低光强区域全参数优化后,该系统观测到从标准量子极限到海森堡极限的跨越式转变。该网络能够估计任意线性组合相位,在理想情况下达到量子克拉美-罗界,在存在实际光子损耗时仍保持稳健性,并与传感器数量呈现优越的规模扩展特性。

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