基于金刚石固态自旋的海森堡极限波形估计

在任意波形估计中新确立的海森堡极限与参数估计截然不同，并展现出未来量子示波器版本的独特特征。然而，产生大量特殊量子纠缠态以实现该量子极限仍是一项重要挑战。在此，通过采用时域量子差分探测方法，我们在实验中展示了常温和环境条件下利用金刚石自旋实现海森堡极限波形量子估计。应用周期性动力学退耦将动态范围和灵敏度均提高一个数量级。使用该量子增强估计方案，在 $N\sim{\text{2}} \times {\text{1}}{{\text{0}}^3}$ 资源下，未知波形的估计误差比标准量子极限降低超过 $5$ dB，而使用经典探测达到类似误差水平将需要超过 ${1 \times {\text{1}}{{\text{0}}^5}}$ 资源。该工作为实现连续时空中的量子增强结构识别提供了关键一步。