腔 QED 装置中由相干性诱导驱动增强的量子计量

我们提出一种腔 QED 装置中的量子计量方案，以实现海森堡极限。在我们的方案中，一系列全同的两能级原子随机穿过并与一个耗散的单模腔相互作用。与基于纠缠的海森堡极限计量方案不同，我们不需要在原子进入腔之前制备原子纠缠态。我们表明，初始原子相干性将对腔场诱导出一个有效驱动，其稳态是正交态的非相干叠加，且叠加概率依赖于原子-腔耦合强度。通过测量稳态下腔的平均光子数，我们证明原子-腔耦合强度涨落的均方根为 $1/N_c^2$ 成正比（$N_c$ 为在其寿命期间与腔中光子相互作用的有效原子数）。这意味着我们在量子计量过程中实现了海森堡极限。我们还讨论了该理论方案的实验可行性。我们的发现可能在量子计量技术中具有潜在应用。