通过“光子盒”中的重复量子非破坏测量进行量子计量

在量子计量方案中，通常需要制备 $m$ 份 $N$ 个纠缠粒子（如纠缠光子态）的拷贝，然后通过破坏性过程进行检测以估计未知参数。在此，我们提出了一种新颖的实验方案，通过在称为“光子盒”的装置中使用重复的间接量子非破坏测量来估计该参数。这种基于相互作用的方案能够利用 $N$ 光子的 Fock 态实现 $1/N$ 的相位灵敏度标度。此外，我们仅需制备一个初始 $N$ 光子态，即可将其重复用于 $m$ 次测量试验。该新方案被证明能在远长于 Fock 态阻尼时间的时间内维持量子优势，并且比使用奇异纠缠态的常规策略更具鲁棒性。为了克服估计真实参数时的 $2\pi/N$ 周期误差，我们可以采用级联策略，即增加实时反馈干涉仪布局。