量子位信号单次与序贯测量中的信息/扰动权衡

我们探讨了在 qudit 系统上进行的测量中信息增益与态扰动之间的权衡，并设计了一类最优测量方案，其饱和了量子力学对估计与传输保真度施加的极限。这些方案是极小的，即它们仅涉及单个附加探测 qudit，且是最优的，即它们在给定扰动水平下提供最大信息量。我们还研究了最优单用户方案在 N 用户传输线中通过序贯测量提取信息的性能，并通过保真度的显式计算分析了最优性。我们发现估计保真度不依赖于用户数，无论是单测量推断还是集体推断，而传输保真度随 N 减小。由此产生的权衡不再最优并随 N 增大而退化。我们发现可通过探测态的有效制备恢复最优性，并给出了 2 用户情形的显式计算。