現實生活中的應用,如磁力儀或量子陀螺儀,通常涉及多個引數的精確測量。如何同時達到最終的精度限制是該領域長期追求的聖盃。
人們普遍認為,所有引數的最終精度極限不可能同時達到,因為不同引數的發生器通常是不交換的,這就導致了精度之間的權衡。
然而,中國科學院中國科學技術大學量子資訊重點實驗室的李傳峰教授和向國勇教授,以及他們的合作伙伴香港中文大學袁海東教授,卻從這種權衡中逃脫了出來。
他們進行了權衡,在SU(2)運算元中實現了所有三個引數的估計精度極限,同時比射丸噪聲極限提高了13.27 dB,這一結果已發表在《科學進展》(Science Advances)雜誌上。
項和研究人員將控制增強的序列測量方案從單引數估計擴充套件到多引數估計。
他們將同時進行的多引數量子估計直接與海森堡不確定度關係聯絡起來,指出要同時達到多個引數的精度極限,需要同時飽和多個海森堡不確定度關係中最小不確定度。
作為零交換多引數量子估計的第一個實驗證明,該工作揭示了量子計量學與海森堡測不準原理之間的深刻聯絡,標誌著實現多引數量子估計最終精度的關鍵一步。
XIANG的團隊一直致力於抵消多引數估計中的權衡。他們首先開發了新的集體測量的實驗測量技術,成功地減少了量子態層析成像和量子定向的權衡。然後,他們優化了量子磁測中糾纏探針的狀態,以最小的代價獲得了三種磁性元件的終極精度限制。雖然減少了,但在這些過去的作品中,這種權衡仍然存在。
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