噪声传感与暗物质搜寻的终极精度极限

暗物质的性质未知，亟需系统性搜寻。对于轴子暗物质，此类搜寻依赖于发现暗物质与微波晕镜之间弱耦合所产生的微弱随机噪声。我们将该过程建模为量子信道并推导噪声传感的基精度极限。由此证明一种基于双模压缩真空的纠缠辅助策略是最优的，而单模压缩真空的最优性仅限于无损耗情形。我们提出一种“归零”测量（压缩与光子计数）以实现最优性能。就扫描速率而言，即使具有 20 分贝的强度，单模压缩仍逊于由真空输入光子计数所达成的真空极限；而双模压缩真空相较真空极限提供了大而接近最优的优势，从而不再需要更奇异的量子资源。我们的结果凸显了在暗物质搜寻中纠缠辅助与微波光子计数的必要性。