利用总自旋读出饱和单轴扭转量子Cramér-Rao界

我们证明,在使用单轴扭转自旋相干态的干涉测量中可达到的最低量子Cramér-Rao界,被一种协议的矩法渐近误差所饱和,该协议使用一次单轴扭转调用、一次时间反演单轴扭转调用,以及最终的总自旋测量(即扭转-解扭协议)。该结果首先通过证明单轴扭转的计量相图在所有时间下渐近地由单一量子Fisher信息值$N(N+1)/2$表征,然后构造具有饱和此值的矩法误差的扭转-解扭协议而导出。有限程单轴扭转的情况得到类似分析,并在短程与长程相互作用 regime 下发现了计量相图的简单函数形式。数值证据表明,扭转-解扭协议的有限程类比可展现出矩法误差,渐近地饱和在使用有限程单轴扭转自旋相干态的干涉测量中可达到的最低量子Cramér-Rao界(对所有相互作用时间)。