計量學是研究物理參量的高精度測量方法的學科,而任何基于經典物理的計量精度都受限于散粒噪聲極限,如何突破該極限是現代精密科學技術發(fā)展的迫切需求。量子計量學是研究如何利用量子資源、量子編碼和量子測量來提高計量精度的學科,研究發(fā)現通過利用量子探針的量子糾纏作為資源和幺正演化作為參數編碼,可以獲得遠超越散粒噪聲極限的海森堡極限計量精度,經過近年的快速發(fā)展,量子計量學已經展示出它在下一代顛覆性技術革新中的巨大潛力。另一方面,退相干是微觀系統(tǒng)與無窮多自由度的量子庫耦合導致的量子相干性的衰減的過程,它是一切以量子相干性為資源的量子工程任務實現的主要障礙,如何認識退相干并如何控制退相干是實現量子工程任務的首要問題。由于退相干敏感地依賴于量子庫的譜密度,所以對譜密度的精密測量是研究退相干的主要核心。在本文中,我們提出了一種利用二能級系統(tǒng)作為量子探針、與量子庫耦合的二能級系統(tǒng)的非幺正演化作為參量編碼來對量子庫的譜密度進行高精度量子計量的方案。在我們的方案中,量子庫既是我們要利用量子資源計量的物理對象,又會造成量子資源發(fā)生退相干,如何有效地規(guī)避退相干對量子資源的消耗并獲得量子庫物理參量的高精度計量是我們的主... 

【文章頁數】：59 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 量子計量學簡介
    1.2 開放量子系統(tǒng)簡介
    1.3 研究動機
    1.4 本文構架
第二章 費舍爾信息與Cramér-Rao不等式
    2.1 費舍爾信息
    2.2 Cramér-Rao不等式
    2.3 量子費舍爾信息
        2.3.1 量子費舍爾信息的計算
        2.3.2 量子費舍爾信息的性質
        2.3.3 量子費舍爾信息的應用
    2.4 本章小結
第三章 量子探針和量子庫的耦合動力學
    3.1 模型介紹
    3.2 約化系統(tǒng)動力學與精確主方程
    3.3 束縛態(tài)的形成
    3.4 本章小結
第四章 量子庫譜密度的量子計量
    4.1 單量子探針的情況
    4.2 多量子探針的情況
    4.3 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 展望
參考文獻
在學期間的研究成果
致謝



本文編號：3671913