Quantensensoren nutzen Quanteneffekte wie Quantenverschränkung und Quantenkohärenz zur Messung physikalischer Signale. Die Leistung des Sensorsystems wird typischerweise durch den Fehler charakterisiert und erfordert einen Vergleich mit dem wahren Wert. In der Praxis ist dieser wahre Wert jedoch oft nicht verfügbar. Diese Studie verwendet die Quantenzuverlässigkeit als Maß, um die Leistung von Quantensensoren allein basierend auf dem Gerät zu bewerten, ohne Kenntnis des wahren Wertes. Der Schlüssel der Arbeit besteht darin, die allgemeine Beziehung zwischen Zuverlässigkeit, Empfindlichkeit und systematischem Fehler aufzuzeigen und diese Beziehung an einem typischen Quantensensorprozess zu verifizieren. Konkret werden geladene Spin-1/2-Teilchen verwendet, um das Magnetfeld (als Signal) zu messen, und ein Stern-Gerlach-Apparat liest die Signalinformationen aus. Die Ergebnisse zeigen die Anwendung der Quantenzuverlässigkeit in der Quantensensorik und eröffnen neue Perspektiven für die Zuverlässigkeitsanalyse in Quantensystemen.

Theorie der Quantenzuverlässigkeit; Zuverlässigkeitsanalyse; Fehleranalyse; Zuverlässigkeit von Quantensensoren; Zuverlässigkeit von Messgeräten