幂律时空噪声关联中的纠缠优势

噪声传感是许多物理应用的基础,包括非经典性测试、温度测量、量子物质相关相态的验证以及临界现象的表征。尽管先前研究已表明量子资源(如纠缠态和压缩态)能提升确定性信号估计的灵敏度,但对于纠缠态在感知相关随机信号(噪声)中的优势知之甚少。该工作通过计算量子传感器在探测时空关联噪声时的基本灵敏度极限,首次分别证明了纠缠与非纠缠传感器在感知空间关联马尔可夫噪声中的量子极限。针对幂律空间噪声关联(这种关联在具有长程相互作用和/或接近临界态的凝聚态系统中自然产生),研究进一步推导出当幂律衰减较慢时可扩展的纠缠优势。此外,通过分析具有1/f^p型频谱的目标信号,该团队证实非马尔可夫性可能彻底改变估计空间噪声关联时纠缠优势的本质。该方案可在固态缺陷、超导电路和中性原子等前沿量子传感平台上实现。

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提交arXiv: 2026-03-16 18:00

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