量子通道谱测量及其在哈密顿参数估计中的应用

量子通道描述开放量子系统的最一般动力学。作为作用于向量化量子态上的线性映射，量子通道可以由单个矩阵表示，其谱称为通道谱。本文提出了一种通用的方法来测量通道谱，并将其应用于哈密顿参数估计。我们首先演示，通过在重复应用同一通道后跟踪特定结果的概率，可以测量通道谱。随后，我们构造并分析了一类串联通道，其中每个通道都是由探针量子比特的拉姆齐序列诱导的弱测量通道，后跟随单位通道。我们表明，这类串联通道的谱测量可用于估计生成目标系统单位通道的自由哈密顿参数。作为实际案例，我们在数值上演示，探针自旋量子比特能够精确感知纳米尺度核磁共振中的核自旋簇。