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基于亮孤子的量子传感器网络计量学

量子物理 2025-07-22 v1

摘要

我们考虑了在弱损耗存在下,利用亮孤子网络的多参数量子计量学问题。我们引入了广义海森堡极限(GHL) σχ=1/Nk\sigma_{\boldsymbol{\chi}}=1/N^k,该极限表征了在线性(k=1k=1)和非线性(k=3k=3)量子计量学方法下,对孤子未知参数测量和估计精度σχ\sigma_{\boldsymbol{\chi}}的基本限制。我们研究了为改进多参数估计协议而专门制备的多体N00NN00N态。作为产生此类态的一个具体例子,我们提出了三模孤子约瑟夫森结(TMSJJ)系统,作为我们先前提出的孤子约瑟夫森结(SJJ)玻色子模型的三模扩展。TMSJJ的能谱显示出TMSJJ基态的尖锐相变特性。该相变从类高斯(相干)态转变为纠缠Fock态的叠加,并迅速趋近于三模N00NN00N态。我们表明,在弱损耗存在下,TMSJJ能够实现接近GHL的最优态极限相关的饱和标度。我们的发现为基于原子电路网络的量子传感器网络开辟了新前景。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.15348,
  title  = {Quantum sensor network metrology with bright solitons},
  author = {Dmitriy Tsarev and Stepan Osipov and Ray-Kuang Lee and Sergey Kulik and Alexander Alodjants},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.15348},
  year   = {2025}
}