Magnetometria quantistica, una delle applicazioni più importanti nella metrologia quantistica, mira a misurare il campo magnetico con la massima precisione. Sebbene la stima di un componente di un campo magnetico sia stata ben studiata per molti decenni, la massima precisione che può essere ottenuta con stati di sonda entangled per la stima di tutte e tre le componenti di un campo magnetico rimane incerta.

In particolare, le domande specifiche includono come bilanciare il compromesso di precisione tra diversi parametri, qual è la massima precisione, è possibile raggiungere questo limite di precisione, e come raggiungerlo.

Sotto la guida del Prof. Guo Guangcan, Prof. Li Chuanfeng e Prof. Xiang Guoyong della University of Science and Technology of China (USTC) dell'Accademia cinese delle scienze, insieme al Prof. Yuan Haidong della Chinese University of Hong Kong, ottenuto la massima precisione per la stima di tutte e tre le componenti di un campo magnetico con stati di sonda entangled sotto lo schema parallelo. Lo studio è stato pubblicato online in Lettere di revisione fisica .

I ricercatori hanno scoperto che il compromesso deriva dall'incompatibilità degli stati ottimali della sonda, e presentato un approccio per quantificare il compromesso indotto dall'incompatibilità degli stati ottimali della sonda. Utilizzando questo approccio, hanno ottenuto il minimo compromesso e la massima precisione per la magmetometria quantistica multiparametrica sotto lo schema parallelo.

Per di più, hanno dimostrato che questo limite ultimo di precisione può essere raggiunto e hanno costruito gli stati e le misurazioni ottimali della sonda per raggiungerlo.

La precisione finale della magnetometria quantistica sotto lo schema parallelo è di fondamentale interesse e importanza nella metrologia quantistica. Può anche essere utilizzato direttamente come punto di riferimento per le prestazioni del giroscopio quantistico e dell'allineamento del frame di riferimento quantistico.

Questo approccio collega il compromesso direttamente ai vincoli sugli stati della sonda e sui generatori, che può portare a molti limiti utili in vari scenari di stima quantistica multiparametrica.