抗噪声的海森堡极限量子传感:基于不定因果序的纠错方案
量子资源在理论上可实现海森堡极限(HL)精度的传感测量,但“不可行定理”表明,在实际噪声设备中通常无法实现HL标度性。虽然量子纠错(QEC)能抑制噪声,但其在量子传感中的应用受限于多项严苛要求:包括预先噪声表征、信号与噪声的严格兼容条件,以及需全局控制的测量型症状提取。本工作提出了一种基于“因果序不确定”(ICO)的QEC协议,首次将ICO原理应用于量子纠错领域。通过将辅助控制系统与噪声演化过程置于不确定因果序中,由此产生的非对易干涉使辅助系统能实时预警并修正错误,从而突破传统QEC的限制并恢复HL标度性。该团队严格构建了适用于单噪声和多噪声场景的协议,并在单量子比特、多体系统和连续变量平台验证了其性能。研究人员还发现了仅通过酉控制(无需测量)即可实现纠错的参数区间。这些成果揭示了ICO作为计量学QEC的强大资源价值,并为抗噪声量子信息处理提供了具有广泛适用性的理论框架。
量科快讯
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