「经济」突破！量子磁力仪测量磁场矢量最终理论精度极限找到

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近日，根据中国科学技术大学官网信息，郭广灿大学院士团队李传峰、向与合作伙伴共同寻找平衡量子磁强计同时测量磁场矢量三分量并行纠缠方案中不同参数测量精度的最小校验平衡方法，首次给出了同时测量磁场矢量三分量的极限理论精度极限。这项研究结果最近发表在国际知名期刊《物理评论快报》的网上。

量子磁力仪研究磁场测量的最高精度，是量子精密测量的重要应用。在几十年的研究中，人们已经能够利用纠缠等量子资源来实现测量磁场单个分量的最高精度。然而，磁场是一个有三个分量的矢量。不同磁场分量的最优量子测量方案一般是不同的。当同时测量磁场矢量的三个分量时，不同参数的测量精度之间会有制衡。如何平衡不同磁场分量之间的精度平衡，磁场矢量测量的最终精度极限在哪里，能否实现，如何实现，都是量子精密测量理论亟待解决的问题。

向等人发现，这种精度平衡源于最佳探测态之间的不相容性，并巧妙地将磁场三分量的测量精度与探测态的不相容性联系起来。最后，他们找到了平衡不同磁场分量精度的方法，得到了磁场矢量测量的理论极限精度。此外，研究团队进一步证明了这个精度极限是可以达到的，并构造了所需的最优量子探针态和最优量子测量。

量子磁强计同时测量磁场矢量三分量的极限精度

与以往利用量子磁强计测量单个磁场分量的研究相比，本研究回答了同时测量磁场矢量三个分量的最终精度极限，并发现检查和平衡不同磁场分量精度的底层物理是由于量子探针状态的不兼容性。

这一成果不仅解决了磁场矢量测量的极限精度，也为解决其他多参数量子精密测量问题提供了一种新的方法。

来源：吉林福音时报