Die Quantenmetrologie ist durch den grundlegenden Begriff der Quanten-Fisher-Information eng mit der Quantengeometrie verbunden. Inspiriert durch Fortschritte im Bereich der topologischen Materie wurde kürzlich vorgeschlagen, dass die Berry-Krümmung und die Chern-Zahlen von Bandstrukturen strenge untere Schranken für metrologische Eigenschaften diktieren können, wodurch eine enge Verbindung zwischen Topologie und Quantenmetrologie hergestellt wird. In dieser Arbeit liefern wir eine erste experimentelle Verifizierung solcher topologischen Grenzen, indem wir eine optimale Quanten-Multiparameterschätzung durchführen und die bestmögliche Messgenauigkeit erreichen. Durch die Emulation der Bandstruktur eines Chern-Isolators bestimmen wir experimentell das metrologische Potenzial über einen topologischen Phasenübergang und zeigen eine starke Verbesserung im topologisch nicht-trivialen Bereich. Unsere Arbeit öffnet die Tür zu metrologischen Anwendungen, die durch die Topologie gestärkt werden, mit möglichen Auswirkungen auf Quanten-Vielteilchensysteme.
Quelle: Experimental demonstration of topological bounds in quantum metrology