基于相干控制探针构型的海森堡极限计量学
量子物理
2022-06-08 v1
摘要
量子计量的一个核心特征是可能出现海森堡标度，即相较经典统计极限的二次方提升。然而，这种标度对噪声极为脆弱。虽对部分噪声类型可通过纠错恢复，但对其他重要类型（如退相干），海森堡标度似乎不可挽回地丧失了。本文表明，若实验者能以相干叠加的替代构型探测物理过程，这一限制有时可被解除。作为一个具体例子，我们考虑存在随机相位突跳时的相位估计问题，在通常条件下该问题已知会阻碍海森堡标度。我们提供了一种并行协议，实现了相对于探针能量的海森堡标度，以及一种串行协议，实现了相对于总探测时间的海森堡标度。此外，我们表明通过将路径叠加与快速控制操作结合，在连续时间退相干噪声下也能实现频率估计的海森堡标度。
引用
@article{arxiv.2206.03052,
title = {Heisenberg-limited metrology with coherent control on the probes' configuration},
author = {Giulio Chiribella and Xiaobin Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.03052},
year = {2022}
}