项目详情:目前,全球范围内正在开发用于量子技术的原子平台,例如原子钟、量子重力仪和加速度计以及原子干涉仪。但测量通常非常耗时且成本高昂,而用于后处理时间序列的最先进的算法在数值上要求很高。尽管过去二十年一直专注于使用测量相位参数的量子干涉仪进行传感,但对于自然界基本理论中出现的大多数可观测量,例如磁场、凝聚态分数和化学势,尚不存在最佳估计理论。最近,安德斯教授的团队开发了全局量子测温法 [1],这是一种用于温度估计的尺度尊重框架,也是相位估计之外的估计理论的第一个原型。这种现代温度估计策略充分利用了估计参数的对称性,并采用了贝叶斯推理技术。真正的优势在于它可以指导如何在实验测量中选择控制参数,以便在有限的资源下最大限度地获得信息增益。正如 [2] 中利用伯明翰大学进行的钾 (K) 实验的一组预先存在的数据所证明的那样,可以使用全局量子测温框架先验地优化释放-重新捕获冷原子实验的等待时间。最近,安德斯教授及其同事使用诺丁汉大学的冷原子平台将这种新的全局估计技术扩展到完全不同的量——原子数的测量,发现与以前的传感技术相比,精度提高了五倍 [3]。本理论项目将建立使用磁力仪和陀螺仪同时估计磁场和惯性旋转的最佳策略。这些策略将用于减少正在进行的原子实验中准确估计参数所需的数据数量,因为获取大量数据集的成本可能高得令人望而却步。学生的目标之一是推广最近开发的用于估计位置同构参数的框架 [4]。目标是找出可适用于量子技术中除相位之外的任何相关参数的最佳量子估计策略的方程。这将涉及变分法、群对称性和信息几何等分析技术。后续目标是调整理论框架,使其适用于正在进行的原子磁力仪实验 [5]。这还将涉及使用预测的量子估计策略分析原型量子磁力仪产生的时间轨迹。目标是确定此类策略是否能够实际降低磁场和惯性参数估计的不确定性。预计将与目前正在开发量子磁力仪的实验团队合作。[1] J. Rubio、J. Anders、LA Correa,PRL 127,190402 (2021) [2] J. Glatthard 等人,PRX Quantum 3,040330 (2022) [3] 通过自适应对称信息贝叶斯策略将冷原子实验的精度提高五倍,M. Overton 等人,arXiv:2410.10615 (2024)。[4] J. Rubio,Phys. Rev. A 110,
在这项工作中,我们表明,通过利用连续量子非破坏性测量,即使在存在独立的失相噪声(通常是最有害的噪声类型)的情况下,也可以在频率估计(或磁力测量)测量方案中保留量子优势。因此,我们验证了这种增强是由于非经典关联(即自旋压缩)而得以保留的,这些关联是由测量本身动态产生的。值得注意的是,我们的方案不需要准备任何纠缠或非经典关联的探针状态:探针在经典相干自旋状态中初始化,量子增强所需的资源在条件演化过程中动态创建。此外,我们提供了证据,证明我们的结果是稳健的,并且在各种噪声强度下甚至在存在低效测量设备的情况下都适用。
摘要 在亚马逊等热带地区,尽管红土覆盖层蕴藏着经济价值的矿物,并且与剥蚀和风化层景观研究有着密切的关系,但尚未得到妥善的测绘。为了整合风化层制图工具,我们整合了地球化学和地球物理数据(航空伽马射线光谱和磁力测量)。生成并应用了区域指数(包括风化强度指数 WII、红土指数 LI 和风化层指数 MI),从而可以识别风化层特性。WII 突出显示了位于海拔 149 至 300 米和 500 至 627 米之间的风化程度较高的区域,这些区域分别与下夷平面和上夷平面相关。LI 批准了 WII,并强调了 Th/K 和 U/K 比值较高的区域,这些区域与红土硬壳有关。LI 和 MI 之间的相关性表明,红土硬壳与镁质和长英质基质有关,尤其是在海拔 300 米以下,这证实了地球化学数据。所有这些结果都导致将以前被认为是沉积物的区域重新解释为与氧化土和红土硬壳相关的残留物,这使我们能够提出,风化层测绘技术和模型生成(风化强度和红土指数)具有良好的可靠性。