近期,理學(xué)院量子信息物理研究團(tuán)隊在國際學(xué)術(shù)期刊《APL Photonics》發(fā)表了題為“Approaching the double-Heisenberg scaling sensitivity in the Tavis-Cummings model”(論文鏈接)的研究論文,該論文被選為Editor's Pick(編輯精選)。浙江科技大學(xué)為第一單位,應(yīng)用物理系蘇玉國博士為第一作者。
長期以來,為實現(xiàn)實驗上可行的量子計量學(xué),無需依賴非經(jīng)典初始態(tài)的量子增強(qiáng)參數(shù)估計一直是研究目標(biāo)。本工作中,我們通過引入相干平均機(jī)制,證明了典型的腔量子電動力學(xué)(QED)系統(tǒng)(如Tavis-Cummings模型)不僅可實現(xiàn)基于平均光子數(shù)的海森堡標(biāo)度(HS)測量精度,還能實現(xiàn)關(guān)于平均光子數(shù)與原子數(shù)的雙海森堡標(biāo)度靈敏度。這種雙重靈敏度可通過量子壓縮引入光子數(shù)或原子數(shù)漲落進(jìn)行實驗驗證。此外,我們討論了在非完美壓縮的實際實驗環(huán)境中實現(xiàn)雙海森堡標(biāo)度精度的具體方法。本研究為理解量子增強(qiáng)精密測量的相干平均機(jī)制提供了新視角,同時展示了腔QED系統(tǒng)與超導(dǎo)電路在可實用度量學(xué)中的重要應(yīng)用價值。

量子Fisher信息及其行為
此研究獲得國家自然科學(xué)基金、浙江省自然科學(xué)基金杭州聯(lián)合基金、杭州市自然科學(xué)基金支持。(理學(xué)院 孫婷婷)