非厄米量子计量中的谱宽极限
量子物理
2026-07-08 v1
摘要
工程化的损耗、增益和非互易性可以急剧放大传感器的响应,并且奇异点和趋肤效应被广泛提出作为更精确量子传感器的途径。一些人预测量子费舍尔信息(决定最佳可实现精度的量)呈指数增长,然而这种放大响应是否是真正的测量信息仍未得到解决。我们证明它不是。对于任何开放传感器,其参数由哈密顿量相干地印记,且损耗、增益、非互易性和读出保持不变,量子费舍尔信息被一个单一量所限制,即生成器可以赋予的最大和最小能量之间的差值,这与非厄米动力学无关。放大增加了响应但不增加信息。所报道的指数增益仅在差值无界时出现,而任何有限的差值,例如光子数截断,都会恢复该上限。同样的极限也支配着耗散探针制备和光谱奇异性。对于光子传感器,该上限采用算子形式,其中任何探针(经典或纠缠)的信息由光子在扰动处的驻留时间决定,并且它包含了最近推导的散射极限作为特例。因此,非厄米性塑造了传感器的动力学,但并不产生其精度,生成器的差值以及可达到的驻留时间为未来的非厄米传感方案设定了基准。
引用
@article{arxiv.2607.07434,
title = {Spectral-width limit on non-Hermitian quantum metrology},
author = {Jiaxin Liu and Zuoxian Wang and Danyue Ma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2607.07434},
year = {2026}
}
备注
28 pages, 11 figures