利用 W 态进行磁场梯度的量子估计

我们研究了在不同类型噪声存在的情况下，利用 W 态探测线性磁场梯度的精度极限。我们考虑使用制备了 W 态的原子自旋链来探测磁场梯度，并将此方法与使用两个非纠缠原子的测量进行了比较。对于纯态，W 态在确定磁场梯度方面可比非纠缠态提供高达四个粒子的精度提升。我们考察了局部退相干和耗散对探测性能的影响。在存在退相干的情况下，非纠缠原子可比使用 W 态提供更高的精度；但在存在耗散且粒子数较少时，W 态表现更佳。我们简要讨论了利用冷原子和囚禁离子实现这些探测方法的方案。