Kvantmagnetometri, en av de viktigaste tillämpningarna inom kvantmetrologi, syftar till att mäta magnetfältet med högsta precision. Även om uppskattning av en komponent i ett magnetfält har studerats väl under många decennier, den högsta precision som kan uppnås med intrasslade sondtillstånd för uppskattning av alla tre komponenterna i ett magnetfält är fortfarande osäker.

Särskilt, de specifika frågorna inkluderar hur man balanserar precisionsavvägningen mellan olika parametrar, vad är den ultimata precisionen, kan denna precisionsgräns uppnås, och hur man uppnår det.

Under ledning av professor Guo Guangcan, Prof. Li Chuanfeng och Prof. Xiang Guoyong från University of Science and Technology of China (USTC) vid den kinesiska vetenskapsakademin, tillsammans med professor Yuan Haidong från det kinesiska universitetet i Hong Kong, erhållit den ultimata precisionen för uppskattningen av alla tre komponenterna i ett magnetfält med intrasslade sondtillstånd under det parallella schemat. Studien publicerades online i Fysiska granskningsbrev .

Forskarna fann att avvägningen kommer från inkompatibiliteten hos de optimala sondtillstånden, och presenterade ett tillvägagångssätt för att kvantifiera avvägningen som induceras av inkompatibiliteten hos de optimala sondtillstånden. Genom att använda detta tillvägagångssätt, de erhöll den minimala avvägningen och den ultimata precisionen för kvantmagmetometrin med flera parametrar under parallellschemat.

Vidare, de visade att denna ultimata precisionsgräns kan uppnås och de konstruerade de optimala sondtillstånden och mätningarna för att uppnå den.

Den ultimata precisionen för kvantmagnetometri under det parallella schemat är av grundläggande intresse och betydelse inom kvantmetrologi. Det kan också användas direkt som riktmärke för prestanda för kvantgyroskop och kvantreferensramuppriktning.

Detta tillvägagångssätt kopplar avvägningen direkt till begränsningarna på sondtillstånden och generatorerna, vilket kan leda till många användbara gränser i olika scenarier för kvantuppskattning med flera parametrar.