拉曼耦合双量子比特系统中的多参数量子估计

我们研究了热平衡下拉曼耦合双量子比特系统中的多参数量子估计。推导了量子Fisher信息矩阵的解析表达式，以表征温度和拉曼耦合强度的同时估计。获得了相应的量子Cramér-Rao界，并与独立估计策略的界进行了比较。我们的结果揭示了由热涨落和相干相互作用之间的竞争决定的最优工作区域。特别是，量子测温表现出一个明确的最优温度窗口，而拉曼耦合强度的估计在低温和弱耦合区域得到显著增强。我们进一步表明，在适当的参数区域内，同时估计可以优于独立估计，突出了多参数量子计量学的优势。这些结果为拉曼耦合双量子比特系统的最终精度极限提供了分析见解，并确定了量子传感和量子测温的有前景的工作区域。