相协变光学信道的量子传感

我们在能量和模式数约束下，获得了辅助比特辅助的相协变光学信道多参数量子传感的通用（即与探针和测量无关）性能界限。我们首先证明，对于任何此类约束问题，总可找到一个最优的辅助纠缠探针，其在探测信道模式上的约化态在光子数基下为对角。对于编码在单模高斯信道中的参数，我们推导了量子 Fisher 信息矩阵的通用上界，该上界厘清了能量与模式约束所起的作用。我们针对无源特征与有源特征范式下热损耗信道透射率的传感，以及加性噪声信道噪声方差的传感问题阐释了结果。在这两种情况下，我们表明在低信号亮度（即每模平均光子数）约束下，双模压缩真空探针近乎最优。更一般地，我们的工作为便捷评估任意涉及高斯信道的传感问题的通用极限建立了统一框架。