相干增强探测器的纠缠要求

相干增强是提升多种探测器灵敏度的一种强大机制,但其实际应用常受限于所需量子态的制备难度。该研究证明,这一困难具有根本性起源:与探测器相互作用的信号的相干增强在定量上受到纠缠的约束。该工作证明了相干效应强度随系统规模变化的通用界限,该界限是探测器单模纠缠熵的函数。这些界限在非相干和完全相干区间之间平滑过渡,并适用于参数估计问题和散射过程。该研究从两个互补视角讨论这些结果:首先,它们表现为多体态量子Fisher信息的界限,通过量子Cramér-Rao界直接转化为参数灵敏度的极限;其次,它们可被解释为一类散射截面的极限,从而预测最小可探测相互作用强度随靶标规模变化的标度关系。这些结果共同为计量学和散射实验中的相干增强提供了统一视角,并推动了生成纠缠探测器态的新技术开发。
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提交arXiv: 2026-05-08 18:00

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