PRL导读-2024年133卷13期

本文提出了一种量子激光雷达协议，通过使用单束脉冲位移压缩光照射目标，来联合估计目标的距离和速度。在无损耗情况下，作者展示了距离和速度估计的均方差与信号光子数的平方成反比，同时达到海森堡极限。这是通过设计时间模式的多光子压缩态并采用标准的零差检测来实现的。为了评估量子协议的鲁棒性，作者引入了光子损失和零差接收器的失谐。作者的研究揭示了量子方案在广泛的往返传输率范围内相较于已知最佳的经典策略具有量子优势。特别是，在损失足够小的情况下，即使与最优的—可能无法实现的—经典性能极限相比较，量子优势也非常显著。量子优势还扩展到了在强经典相干态上进行量子工程的实际情况，该相干态的功率达到了瓦特级。这一点，加上协议对损失的鲁棒性以及使用最先进技术测量的可行性，使得该协议在近期实现中非常有前景。