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无需辅助系统的海森堡极限量子计量

量子物理 2025-10-03 v3

摘要

量子计量的渐近理论已被广泛研究,其目标是在允许对信道进行多次访问时,确定量子信道估计的最终精度极限。这一最终极限已得到充分确立,但通常需要无噪声且可控的辅助系统才能实现。关于在没有无噪声辅助系统情况下的计量性能(这在实际环境中更为相关),目前知之甚少。在本快报中,我们提出了一个新颖的理论框架来解决这一问题,该框架连接了量子计量与量子信道的渐近理论。利用这一框架,我们证明了在对待估计信道进行重复应用时,无论是否应用交错的幺正控制操作,均存在实现海森堡极限的充分条件。对于后一种情况,我们设计了一种算法来显式识别控制操作。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.04585,
  title  = {Heisenberg-Limited Quantum Metrology without Ancillae},
  author = {Qiushi Liu and Yuxiang Yang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.04585},
  year   = {2025}
}

备注

7 + 8 pages, 3 figures; close to the published version