解析量子相位估计：多光子干涉对量子Fisher信息的影响

众所周知，量子干涉会随可区分信息的增加而消失，无处不在的双缝实验或双光子HOM效应均说明了这一点。在前者中，单粒子干涉随路径信息的获取而被破坏；在后者中，聚束干涉随光子变得可区分而逐渐减弱。已有观察表明，当涉及两个以上粒子时，这些干涉图样通常是可区分性的非单调函数。本文通过分析相应的关联函数，对四光子干涉进行了全面的理论与实验表征，考察了不同参数下若干程度的可区分性。本研究提供了量化多光子干涉对相位、频率和时间差等参数精密测量影响的所有必要工具。我们将这些见解应用于量化使用四光子态在双端口干涉仪中干涉相位估计的精度。结果表明，对于某些相位值，部分可区分的多光子态相比双光子实验能够获得更高的Fisher信息值。这些发现凸显了可区分多光子态在量子计量学及相关应用中提升精度的潜力。