面向磁振子耦合的最优多参数量子估计

本文引入一种可行的实验方案，以提高对耦合系数 $G_{mc}$ 和 $G_{mb}$ 的同时估计精度，重点关注杂多频检测的性能。通过比较同时估计与单独估计策略，我们表明在本系统中，同时估计方法具有显著优势。为支持这一结论，我们基于对称对数导数（SLD）和右对数导数（RLD）计算了量子Fisher信息矩阵（QFIM）。我们的结果表明，基于RLD的量子克林-罗巴赫边界（QCRB）始终低于基于SLD的QCRB，表明估计精度更高。从物理角度看，这一改进反映了系统在编码、传输和提取量子信息方面的增强能力，同时允许对基本相互作用进行最优控制。我们指出，增加拉比频率、腔体损耗率以及平均光子和声子数，同时减小机械阻尼和温度，可提高系统对耦合参数的灵敏度。这些机制作用于可用量子资源，如纠缠、压缩和纯态，从而实现更精确的估计。此外，本分析揭示，在某些条件下，杂多频检测可以接近QFIM所设定的终极精度。这表明基于杂多频检测的测量策略可为估计耦合系数 $G_{mc}$ 和 $G_{mb}$ 提供一种高效且实用的途径，为高精度混合量子传感器铺平了道路。