量子控制逼近多参数交流磁测量的极限

在量子计量学中,如何突破最优估计策略间的固有矛盾以实现多参数极限测量,是该领域面临的核心挑战。当量子费希尔信息矩阵(QFIM)出现奇异性时,这种矛盾会演变为根本性障碍——以交流磁场的振幅和频率这一典型双参数估计问题为例,其生成元相互平行将导致联合测量完全无法实现。本研究提出了一种通过量子控制消除奇异性效应的方案:该团队通过精确调控传感器的时间演化过程,使两个参数的生成元实现正交化。该方案不仅消除了信息矩阵奇点,还同步恢复了两个参数测量精度随探测时间的最优标度律。研究人员基于室温下金刚石氮-空位色心体系开展实验验证,首次在现实条件下实现了双参数最优标度律的同步达成。

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提交arXiv: 2026-02-19 18:55

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