基于不定演化的同时 Heisenberg 极限多参计量学

量子计量学在单参估计中实现了 Heisenberg 极限精度，但其多参扩展从根本上受到参数编码和测量不兼容性的双重制约。不对易的信号生成器可能导致不兼容的参数编码，阻碍量子 Fisher 信息矩阵对所有参数同时达到 Heisenberg 标度。由于最优测量不兼容，经典 Fisher 信息矩阵代表了实际可达到的精度。在此，我们引入了基于不定演化 (IE) 的多参计量学框架，其中不同的控制操作和信号反转被置于相干叠加中。对于具有相互正交信号生成器的单量子比特探针，IE 在无需信号反转的情况下实现了兼容的参数编码和最优测量。对于平行生成器，若仅能通过其生成器实现信号反转，IE 也能达到相同的性能。我们进一步将此机制扩展到噪声、多体和高维探针，并建立了实现同时 Heisenberg 极限的一般条件。相比之下，即使有信号反转可用，在兼容的最优测量下，确定演化也无法达到相同的性能。我们的结果将 IE 确立为克服多参不兼容性的操作资源，并为在干涉平台中实现可达到的 Heisenberg 极限传感开辟了道路。