Messung von Dämpfung und Temperatur: Präzisionsgrenzen in gauss’schen dissipativen Kanälen

Wir präsentieren eine umfassende Analyse der Leistung verschiedener Klassen von gauss’schen Zuständen bei der Schätzung von gauss’schen phasenunempfindlichen dissipativen Kanälen. Insbesondere untersuchen wir die optimale Schätzung der Dämpfungskonstante und der Reservoirtemperatur. Wir zeigen, dass für Zwei-Moden-gequetschte Vakuum-Probeanordnungen die quantenlimitierte Genauigkeit beider Parameter gleichzeitig erreicht werden kann. Darüber hinaus zeigen wir, dass Zwei-Moden-gequetschte Vakuumzustände in Bezug auf beide Parameter effizienter sind als kohärente, thermische oder Ein-Moden-gequetschte Zustände. Dies deutet darauf hin, dass in Hochenergie-Regimen Zwei-Moden-gequetschte Vakuumzustände innerhalb des gauss’schen Setups optimal sind. Dieses Optimalitätsergebnis weist auf eine stärkere Form der Kompatibilität für die Schätzung der beiden Parameter hin. Tatsächlich kann nicht nur die minimale Varianz bei festen Probenzuständen erreicht werden, sondern auch der optimale Zustand ist für beide Parameter gemeinsam. Zusätzlich untersuchen wir numerisch die Leistung nicht-gauss’scher Zustände für bestimmte Parameterwerte und finden heraus, dass maximal verschränkte Zustände innerhalb d-dimensionaler abgeschnittener Unterräume (d6) besser abschneiden als beliebig zufällig ausgewählte Zustände mit ähnlicher Energie. Allerdings stellen wir auch fest, dass es Zustände mit sehr ähnlicher Leistung und Energie gibt, die viel weniger Verschränkung aufweisen als die maximal verschränkten Zustände.