连续时间抽象量子游荡的量子参数估计

量子游荡作为经典随机游荡的量子类似物,广泛应用于量子信息理论。 在量子参数估计中,量子 系统对参数进行测量和估计,在理论和实际中都有重要的意义。 本文考虑一类作用于平方可积 Bernoulli 躁声泛函空间上的连续时间抽象量子游荡,给出了该量子游荡的演化方程。 针对该类 量子游荡讨论相应量子态估计问题,提出具体参数估计方案,证明了该估计方案的无偏性和相合性。

弱测量在提高量子参数估计精度中的应用

量子参数估计理论主要研究如何利用量子资源来提高经典参数的估计精度,其应用非常广泛.对于封闭的量子系统,采用纠缠的量子探针测量未知的经典参数,其估计精度可以大幅地超越经典探针所能达到的精度.然而,当退相干效应存在时,量子探针的优越性就会受到限制.本文引入弱测量的方法提高噪声环境下参数估计的精度,并证明了当退振幅噪声存在时,这一方法可以使得参数估计的精度恢复到海森堡极限,尽管实现的概率会随着探针个数的增加呈指数地减少.本文进一步考察了当辅助系统存在时,弱测量的方法对提高参数估计精度的有效性.

二维希尔伯特空间中的参数估计测量不兼容度

如何描述不对易可观测量之间估计精度的制约关系,是量子多参数估计中的主要难题之一。文章通过由不兼容系数决定的信息遗憾制约关系来揭示多参数估计精度的相互制约。推导得到二维希尔伯特空间中多参数估计不兼容系数的解析表达式,并通过示例分析该解析表达式的可行性。

基于广义卡尔曼-布西滤波的压缩光相位自适应估计方法

应用量子理论获取导航测角中的相位参数,有望获取超越经典理论极限的定位精度.在利用量子零拍探测测量相位压缩光的相位时,本振相位与待测相位在正交的前提下得到的零拍电流受到散粒噪声的影响最小.为了保证本振相位能够时刻满足此条件,并考虑到导航系统非线性和实时性的特点,基于广义卡尔曼-布西滤波设计了零拍锁相环,对本振相位进行实时的反馈控制,进而实现对压缩光相位的实时估计.理论分析以及仿真结果表明,利用压缩光作为信号场获取相位参数时能够突破散粒噪声的限制,提高导航测角系统的定位精度,并且在最优压缩度处相位估计精度最高,最优压缩度取决于压缩光强度以及测量系统的相位稳定性.

噪声环境中量子Fisher信息的几何表示

从数学几何角度研究了噪声通道中相位参数估计的量子Fisher信息。对于单量子态,参数估计精度可用态Bloch矢量在XY平面上的投影长度定量刻画。对于多体广义GHZ量子纠缠态,量子Fisher信息也可以用一个等效密度算子的Bloch矢量来描述。以腔量子动力学系统为研究对象,考虑一种典型的退振幅噪声通道,发现如果原子系统和环境场中心频率存在失谐量,环境与耦合增加会抑制量子Fisher信息的衰减,Bloch矢量也会保持在球体赤道表面振荡。相比于直积态,N个初始纠缠的广义GHZ态的量子Fisher信息会得到N倍的提高,但是其衰减也会加快。