Magnetometría cuántica, una de las aplicaciones más importantes de la metrología cuántica, tiene como objetivo medir el campo magnético con la máxima precisión. Aunque la estimación de un componente de un campo magnético se ha estudiado bien durante muchas décadas, la precisión más alta que se puede lograr con estados de sonda entrelazados para la estimación de los tres componentes de un campo magnético sigue siendo incierta.

En particular, las preguntas específicas incluyen cómo equilibrar la compensación de precisión entre diferentes parámetros, cuál es la máxima precisión, ¿Se puede alcanzar este límite de precisión? y cómo lograrlo.

Bajo la dirección del Prof. Guo Guangcan, Prof. Li Chuanfeng y Prof. Xiang Guoyong de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) de la Academia de Ciencias de China, junto con el profesor Yuan Haidong de la Universidad China de Hong Kong, obtuvo la máxima precisión para la estimación de los tres componentes de un campo magnético con estados de sonda entrelazados bajo el esquema paralelo. El estudio fue publicado en línea en Cartas de revisión física .

Los investigadores encontraron que la compensación proviene de la incompatibilidad de los estados óptimos de la sonda, y presentó un enfoque para cuantificar la compensación inducida por la incompatibilidad de los estados óptimos de la sonda. Usando este enfoque, obtuvieron la compensación mínima y la máxima precisión para la magmetometría cuántica multiparamétrica bajo el esquema paralelo.

Es más, demostraron que se puede alcanzar este límite máximo de precisión y construyeron los estados y las medidas óptimas de la sonda para lograrlo.

La máxima precisión de la magnetometría cuántica bajo el esquema paralelo es de fundamental interés e importancia en la metrología cuántica. También se puede utilizar directamente como punto de referencia para el rendimiento del giroscopio cuántico y la alineación del marco de referencia cuántico.

Este enfoque conecta la compensación directamente con las restricciones en los estados de la sonda y los generadores, lo que puede conducir a muchos límites útiles en varios escenarios de estimación cuántica multiparamétrica.