Magnetometria quântica, uma das aplicações mais importantes em metrologia quântica, tem como objetivo medir o campo magnético com a maior precisão. Embora a estimativa de um componente de um campo magnético tenha sido bem estudada ao longo de muitas décadas, a mais alta precisão que pode ser alcançada com estados de sonda emaranhados para a estimativa de todos os três componentes de um campo magnético permanece incerta.

Em particular, as questões específicas incluem como equilibrar a compensação de precisão entre diferentes parâmetros, qual é a precisão final, este limite de precisão pode ser alcançado, e como consegui-lo.

Sob a liderança do Prof. Guo Guangcan, Prof. Li Chuanfeng e Prof. Xiang Guoyong da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC) da Academia Chinesa de Ciências, juntamente com o Prof. Yuan Haidong da Universidade Chinesa de Hong Kong, obteve a precisão final para a estimativa de todos os três componentes de um campo magnético com estados de sonda emaranhados sob o esquema paralelo. O estudo foi publicado online em Cartas de revisão física .

Os pesquisadores descobriram que a compensação vem da incompatibilidade dos estados ideais da sonda, e apresentou uma abordagem para quantificar o tradeoff induzido pela incompatibilidade dos estados ótimos da sonda. Usando essa abordagem, eles obtiveram o compromisso mínimo e a precisão final para a magmetometria quântica multiparâmetro sob o esquema paralelo.

Além disso, eles demonstraram que esse limite de precisão final pode ser alcançado e construíram os estados e medições ideais da sonda para alcançá-lo.

A precisão final da magnetometria quântica sob o esquema paralelo é de interesse e importância fundamental na metrologia quântica. Ele também pode ser usado diretamente como referência para o desempenho do giroscópio quântico e alinhamento do quadro de referência quântico.

Esta abordagem conecta a compensação diretamente às restrições nos estados de teste e nos geradores, o que pode levar a muitos limites úteis em vários cenários de estimativa quântica multiparâmetros.