探测幂律时空相关噪声的纠缠优势

噪声探测涉及许多实际应用，包括测试非经典性、测温、验证量子物质的相关相以及特征临界性。虽然已有工作表明，纠缠和压缩可增强确定性信号估计的灵敏度，但关于纠缠在探测相关随机信号（噪声）方面的优势仍知之甚少。本文计算了在探测时空相关噪声时，量子传感器的基本灵敏度限制。我们首先证明了在探测空间相关马尔可夫噪声时，使用纠缠传感器与非纠缠传感器之间的基本量子限制。聚焦于自然出现的幂律空间噪声相关性（在具有长程相互作用和/或接近临界性的凝聚态系统中常见），我们进一步推导了当幂律衰减较慢时，纠缠优势可扩展。然后，考虑具有 $1/f^{p}$ 类型谱的目标信号，演示了非马尔可夫性质可能完全改变估计空间噪声相关性中纠缠优势的性质。我们的协议可在先进的量子传感平台上实现，包括固体缺陷、超导电路和中性原子。