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任意权重下连续变量分布量子测绘的海森堡极限

量子物理 2025-03-19 v2

摘要

分布式量子测绘(DQM)使能够估计分布在 d 个位置的参数的全局函数,这超出了可分离传感器的能力。连续变量DQM涉及使用至少一个非经典输入的线性网络。本文彻底阐明了两个非真空输入的线性网络结构,从而证明了连续变量DQM的若干基本性质。虽然通过单个非真空输入可实现对 d 个参数之和的海森堡极限测量,但我们表明需要两个输入(其中一个可以是经典的)才能测量 d 个参数的任意线性组合以及参数的任意全局函数。我们获得了DQM网络(具有两个输入)灵敏度的通用紧上界,并完全刻画了为获得量子优势所需的非经典输入的属性。这表明包括压缩真空在内的广泛范围的非经典态均可实现此目标。我们还指出,对于一类非经典输入,局部光子数检测可实现最大灵敏度。最后我们表明,一般DQM网络具有两个 distinct 的 regime。第一个实现海森堡标度。在第二个 regime 中,非经典输入远弱于准线输入,但仍提供对通常经典灵敏度的乘子增强。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.01074,
  title  = {Heisenberg-limited continuous-variable distributed quantum metrology with arbitrary weights},
  author = {Wenchao Ge and Kurt Jacobs},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.01074},
  year   = {2025}
}

备注

10 pages including supplemental materials, 3 figures