磁测量中能量分辨率极限的量子热力学推导

最近有研究表明，多种磁传感技术的实现满足能量分辨率极限，该极限将磁场估计方差、传感器体积和测量时间组成的具有作用量纲的量与ħ联系起来。这一极限的第一性原理推导仍然难以捉摸。我们在此基于量子热力学论证提出了这样一个推导。我们证明，能量分辨率极限是量子测量和Landauer擦除必然伴随的量子热力学功的结果，该功与磁场交换。我们将这些考虑应用于原子磁力计、金刚石磁力计和SQUID，跨越了从10^0ħ到10^7ħ的能量分辨率极限。量子热力学与磁测量之间的这种联系有助于推动量子传感技术向更灵敏的器件发展。