利用量子混沌在自旋-玻色子模型中实现通用量子增强感知

众所周知，多体量子混沌作为加速纠缠态准备、克服退相干和技术噪声挑战的工具具有巨大的潜力。本文我们研究了混沌在描述一组量子比特均匀耦合到共同玻色模式的著名 Dicke 模型中，如何通过无需对系统参数或初始条件进行精细调谐，即可实现非高斯纠缠自旋-玻色子态的快速生成。然而，这些态的复杂性意味着，要使用标准协议实现对这些态在量子增强感知中的实用性，要求测量复杂或通常不可接近的可观测量。为此，我们发展了一种基于相互作用读出的感知方案，使我们能够仅通过自旋测量即可实现对全局自旋旋转或玻色子位移的近最优量子增强测距。我们表明，该方法对技术噪声和不完美情况鲁健，从而为在当前量子科学平台（如约束离子和腔量子电动力学实验）中利用由混沌动力学生成的复杂纠缠态开辟了新的机遇。