强反作用机制下基于连续测量的单次量子态估计

我们研究了基于随机连续时间测量记录的量子层析成像，该记录源自探测场与系综中全同制备系统的集体相互作用。与以往研究相比，本文考虑了测量诱导的反作用对系综动力学演化具有不可忽略影响的情形。我们针对仅单次连续扩散测量记录，构建了初始量子态的最大似然估计。我们将该估计器应用于最简单的问题——单个纯量子比特的态层析成像，该量子比特在测量过程中还受到动力学控制。我们确定了一个机制，其中多体系统在所有时刻均可很好地近似为可分离的纯自旋相干态，其 Bloch 矢量经历条件随机演化。我们模拟了估计器的结果，表明其保真度可接近最优 POVM 设定的上限。将该估计与忽略测量反作用的等效估计器进行比较，结果显示其性能显著优于后者。