通过退相干反馈补偿直接评估测量不确定度

评估量子测量的精度是困难的，因为不可能对同一物理系统进行第二次参考测量，以将测量结果与待测物理量更精确的值进行比较。在此，我表明当利用测量结果补偿由系统与探针量子比特经精心控制相互作用所引起的少量退相干时，可以直接评估测量不确定度。由于目标可观测量的原始不确定度在探针量子比特中引起起伏的相移，任何关于目标可观测量的额外信息都可通过向参考量子比特施加条件相移来补偿部分退相干。该负反馈的大小对应于目标可观测量的估计值，而未补偿的退相干定义了该估计值的不确定度。分析结果表明，估计值的不确定度由 Ozawa 在 Phys. Rev. A 67, 042105 (2003) 中引入的不确定度给出，且最优估计由与不同测量结果相关的弱值给出。因此，退相干的反馈补偿证明了误差与估计定义（其将输入态的初始信息与各测量结果提供的附加信息相结合）的经验有效性。