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Prefect Protection of Quantum-Enhanced Metrology from Dephasing Noise

Communications in Theoretical Physics 2017年第4期67卷 383-390页

作者：钟伟黄奕筱王晓光 Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials SPTESouth China Normal University School of Science Zhejiang University of Science and Technology Zhejiang Institute of Modern Physics Department of PhysicsZhejiang University

One of the main obstacles for quantum-enhanced metrology is that the estimation accuracy enhanced by non-classical states is likely to be obliterated by noises. Here, we consider a scenario of phase estimation suffering from pure dephasing noise which is taken into account after the phase parameter being imprinted, and propose a scheme to effectively protect the quantum enhancement from both correlated and uncorrelated dephasing sources by performing a rotation operation prior to the noise. By invoking the Fisher information approach, we strictly prove that a π/2 rotation is the ideal one which can completely resist the influence of the phase noise for all real symmetric pure states and the optimal measurement approaching the ultimate sensitivity set by quantum Cramér–Rao bound is ***, we numerically study the availability of the scheme with arbitrary angle rotation for different probe states and show that our scheme will still robust for general symmetric pure states even with non-ideal rotation operation.

关键词： quantum-enhanced metrology dephasing optimal measurement

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