量子极限下的到达时间与载波频率检测

对光脉冲到达时间和载波频率的精确测量是实现时间-频率编码量子技术的关键要求。然而，量子力学对这两种量的同时确定性施加了根本性限制。本文推导并实验验证了支配联合时间-频率测量的量子不确定性界限。我们指出，当检测受限于有限时间窗口时，问题自然由量子旋转子描述，常用的海德尔不确定性关系在此情形下不可直接适用。我们进一步提出一种可实现这些根本极限的最优检测方案。通过抽样 Q 函数，我们展示了如何实现超越谐振子的 Wigner 函数重建。基于量子脉冲门的实验实现确认，所提方案接近同时时间-频率测量的终极量子极限。这些结果为联合时间-频率检测提供了新框架，具有直接意义于精密测量和量子信息处理。