研究目的
研究能量约束下光学系统中多个损耗参数的量子最优估计。
研究成果
该研究表明，在能量约束条件下，包括单光子态与线性光学系统制备的探针态以及双模压缩真空态在内的一大类探测态，均能实现对多个损耗参数的最优量子估计性能。研究还明确计算了任意两个乘积损耗通道之间的能量约束Bures距离，为损耗通道的可区分性提供了理论洞见。这些发现对远程图像传感、生物成像、吸收光谱学及光电探测器校准等应用具有重要指导意义。
研究不足
该研究假设在推导量子费希尔信息矩阵上界时，可以获取损耗相互作用中涉及的环境模式——而实际操作中通常无法实现这一点。但研究表明，某些探测态即使无法获取环境模式，仍能达到该上界。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用通用辅助比特并行策略进行损耗传感，使用在与损耗元件相互作用的模式中呈数对角形式的纯态探针。该方法包括推导量子费希尔信息矩阵的上界，并证明某些探针态能达到该上界。
2：样本选择与数据来源：
分析适用于图像传感、吸收光谱和光电探测器校准等多种场景，未具体说明模式和损耗元件的确切性质。
3：实验设备与材料清单：
研究涉及将损耗元件建模为分束器的光学系统，探针通过单光子态和线性光学或双模压缩真空态制备。
4：实验步骤与操作流程：
多模探针的信号模式受损耗元件调制，而辅助模式保持无损耗。联合测量输出信号和辅助模式以估计损耗参数。
5：数据分析方法：
计算量子费希尔信息矩阵以评估估计精度，利用输出态之间的保真度评估不同损耗通道的可区分性。
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