光学磁力测量的量子信息:半经典克拉美-罗界突破与海森堡标度

光学磁强计利用法拉第效应引起的线偏振激光旋转进行高精度磁场测量。该研究团队开展了深入的量子信息研究,采用两种不同模型:第一种半经典模型在弱耗散和大原子数条件下可能违反量子克拉美-罗界数个数量级,表明该参数范围内半经典方法失效。第二种将原子描述为集体自旋的模型则对所有参数都遵守克拉美-罗界。值得注意的是,集体模型还预测量子费希尔信息具有海森堡标度特性。两种模型的对比表明,海森堡标度源于非相互作用量子系统中测量诱导的量子关联。由于这种标度出现在宏观量子系统的稳态中,可视为量子传感新范式。特别引人深思的是,将两种模型与实验数据对比,可构成对宏观原子集合中量子力学基本原理的检验。

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提交arXiv: 2026-01-05 06:23

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