在噪声场景中恢复测量精度的计量学量子优势

我们表明，在存在局部且不相关的相位退相干噪声的情况下，在估计系统哈密顿量参数的最小不确定度的Fisher信息下界中，可以获得量子优势。此处的量子优势是指以最大纠缠态而非直积态作为初始态的益处。已知在频率估计协议中，在相同的噪声场景下该量子优势会消失。通过引入系统粒子之间的相互作用，可以恢复使用最大纠缠探针在频率估计中更好的精度。这里研究的相互作用本质上是Ising相互作用，并考虑了有无横向磁场的情况。在某些情况下，例如考虑存在横向场时的频率估计，量子优势无法恢复。在估计沿横向引入的磁场强度时，也可以获得量子优势；而对于所考虑的情况，使用不相关探针在测量Ising相互作用的耦合参数时效果更好。我们还研究了测量精度对初始态纠缠含量（不一定是最大纠缠）的依赖关系。耦合常数的估计精度随初始态纠缠含量的增加而单调降低，而频率估计的精度则与输入的纠缠含量无关。