基于连续测量的临界性增强量子传感

当前利用开放量子传感器进行临界性增强传感的协议假定对传感器直接测量，并忽略发射到环境中的辐射量子，从而可能遗漏有价值的信息。在此我们提出一种通过对发射辐射量子的连续观测实现临界性增强传感的协议。在一般假设下，我们建立了耗散临界点处系统与环境联合态的全局量子Fisher信息的标度理论。我们推导出由底层临界指数支配的瞬态和长时间行为的普适标度律。重要的是，此类标度律超越标准量子极限，并原则上可饱和海森堡极限。为利用这种有利标度，我们提出了一种基于连续探测发射量子的实用传感方案，正如各种量子光学装置实验中所实现的那样。在该方案中，单次询问对应于开放系统在依赖于待传感参数和连续测量反作用的非酉动力学下演化的（随机）量子轨迹。引人注目的是，我们证明相关精度标度显著超越基于临界稳态直接测量的标度，从而确立了耗散临界性下发射量子连续探测的计量价值。我们通过计数开放Rabi模型发射的光子来阐明我们的协议，该模型是研究具有有限组分的耗散相变的范式模型。我们的协议适用于允许连续读出的通用量子光学开放传感器，并可能在量子传感前沿找到应用，如人机接口、心脏病磁诊断和零场核磁共振。