通过因果顺序切换实现分布式量子传感中的尺度增强

传感网络是从基础物理到现实工程应用的重要支撑。近期,分布式量子传感(DQS)研究为提升传感性能提供了新思路,但现有方案通常依赖纠缠探针,这种探针易受噪声干扰且难以扩展。本研究提出了一种创新的DQS协议,通过将因果序切换机制引入循环网络,使单个探针能以相干叠加态或概率混合态按相反因果序依次查询N个独立传感器。该方案利用传播过程与传感过程的非对易特性,在不使用纠缠探针的情况下实现了精度极限的1/N²级数提升。值得注意的是,该方法采用经典混合因果序而非量子切换机制,显著提升了实际可行性。研究团队在包含9个传感器的自由空间量子光学网络中实验验证了该方案对分布式光束偏转的传感能力,实现了皮弧度量级的偏转角测量精度。该成果展示了一种兼具鲁棒性与可扩展性的DQS协议,其精度突破传统1/N海森堡极限,为量子传感网络的实际部署提供了重要推进。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-01-21 06:54

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