多个不相容观测量的同时测量与多参数量子估计中的权衡
量子物理
2024-10-10 v2
摘要
多个不相容观测量能在多大程度上由单次测量实现？这是量子力学中的一个基本问题，对量子信息科学中众多任务的性能优化具有广泛影响。虽然现有研究大多聚焦于用单次测量逼近两个观测量，但实际上常会遇到多个观测量，而对其逼近误差知之甚少。在此我们提供一个框架来研究用单次测量实现任意有限个观测量。我们的方法给出了这些实现的误差的新解析界，显著推进了对这一基本问题的理解。此外，我们引入了一个利用半定规划的更严格界，在两个观测量情形下可给出比已知界更紧的解析界。所推导的界可直接用于评估量子计量学中多参数估计精度之间的权衡，该领域具有关键的理论与实用意义。为验证我们的发现，我们使用超导量子处理器进行了实验验证。该实验验证不仅确认了理论结果，还有效弥合了所推导的界与真实实验获得的经验数据之间的差距。我们的工作为优化量子信息科学中涉及多个非交换观测量的各类任务铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2310.11925,
title = {Simultaneous Measurement of Multiple Incompatible Observables and Tradeoff in Multiparameter Quantum Estimation},
author = {Hongzhen Chen and Lingna Wang and Haidong Yuan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.11925},
year = {2024}
}