局域哈密顿量下量子计量的普适散粒噪声极限

量子多体相互作用可在粒子间诱导量子纠缠，使其成为量子增强传感的有价值资源。在本工作中，我们推导了量子 Fisher 信息增长的普适基本界限。我们将该界限应用于仅需可分离初态（可在实验中轻易制备）的计量协议。通过建立我们的界限与刻画局域相互作用量子多体系统中算符增长的 Lieb-Robinson 界限之间的联系，我们证明了在局域相互作用量子系统中，精度在任何时刻都无法超越散粒噪声极限。这一结论对作为局域且带隙哈密顿量的非简并基态的初态也成立。这些发现强烈暗示：当只能制备可分离初态时，非局域和长程相互作用是超越散粒噪声极限的必要资源。这一观察通过对长程 Ising 模型的数值分析得到证实。我们的结果桥接了多体量子传感与多体量子系统中算符增长领域，并为研究量子传感与控制、多体物理和信息置乱之间的相互作用开辟了可能。