多参数估计中量子不相容性的权重依赖与权重无关度量

多参数量子估计面临一个根本性挑战,这是由于不同参数的最优测量之间存在固有的不相容性——这一现象直接源于量子非对易特性。该研究团队通过引入并对比两种标量度量,对此类不相容性导致的精度极限差距进行了全面分析。第一种是权重无关的“量子性度量”R,它反映了估计模型内在的不相容特性;第二种是更严格的权重相关度量T[W],其显式地结合了赋予各参数相对重要性的代价矩阵W。 研究人员建立了基于这两种度量的层级化界限,并推导出这些界限达到饱和的充要条件。通过对具有SU(2)酉编码的可调谐量子比特和量子三能级系统进行解析和数值研究,该工作证明:相比R相关界限,权重相关界限CT[W]能更紧密地逼近渐进可达到的Holevo界限CH[W],这种优势在高维系统中尤为显著。此外,该团队还开发了一种基于CT[W]的解析计算方法来求解Holevo界限CH[W]。研究成果揭示了权重矩阵结构在决定多参数量子计量精度极限中的关键作用。

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作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-10-21 17:57

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