基于量子Fisher信息的脉冲驱动量子比特参数估计

我们估计初始制备在相干态$\ket{\theta,\phi}$中并与三种不同形状脉冲（矩形、指数和$sin^2$脉冲）相互作用的单量子比特系统的初始权重和相位参数$(\theta, \phi)$。总体上，我们表明权重参数的估计程度取决于脉冲形状和初始相位角$(\phi)$。对于矩形脉冲情况，通过Fisher信息函数$(\mathcal{F}_\theta)$提高权重参数的估计速率在原子失谐参数较小和脉冲强度较大时是可能的。Fisher信息$(\mathcal{F}_\phi)$在共振情况下突然增加以达到其最大值，如果初始相位$\phi=\pi/2$，因此可以以高精度估计相位参数。如果初始系统用经典信息编码，共振和非共振情况下Fisher信息的上界要大得多，因此可以以高估计程度估计相位参数。类似地，随着失谐增加Fisher信息减小，因此估计相位参数的可能性降低。对于指数和$sin^2$脉冲，Fisher信息最大$(\mathcal{F}_{\theta,\phi}=1)$，因此总是可以以高精度估计权重和相位参数$(\theta,\phi)$。