量子度量学在量子信息与量子光学领域发挥着重要的作用。近年来,人们相继提出了利用光子扣除和光子增加这两种非高斯操作来提高相位估计的精度,这是由于非高斯操作能够用来提高量子态的非经典性。在这个优势的驱动下,本论文基于两种非高斯操作（多光子催化操作和粒子数守恒叠加操作）提出了提高相位测量灵敏度的新方案。利用量子Fisher信息以及宇称探测的方案全面分析了提高相位测量精度的条件,同时比较了不同非高斯操作（包括光子增加、光子扣除）对提高相位测量灵敏度的优劣程度。本论文具体研究内容概括如下:1.提出利用非高斯纠缠态—多光子催化双模压缩真空（MC-TMSV）态作为Mach-Zehnder干涉仪（MZI）的输入,借助光子数宇称探测研究了其相位测量的灵敏度。另外,从平均光子数（APN）、Wigner函数和Mandel-Q参数这三方面研究了MC-TMSV态的统计特性。结果表明,MC-TMSV态的非经典特性随催化光子数的增加或透射率的降低而提高,从而使相位测量灵敏度得以提高。此外,研究了光子损耗（包括MZI外部损耗和内部损耗过程）对相位测量灵敏度的影响,发现在相同的参数下,MC-TMSV态的灵敏度明显优于双模压缩真空（TMSV）态,特别是在较小的初始压缩区域和严重的光子损耗情况下。另外,外部光子损耗比内部光子损耗对相位测量灵敏度的影响更大。2.利用粒子数守恒叠加操作（GSP）作用在TMSV态上产生的非经典态（GSPTMSV）作为MZI的输入来提高相位测量精度,并通过APN、反聚束效应和双模压缩效应研究了它的统计特性。研究发现,增加GSP操作的次数m和减小GSP操作的参数s都有利于增大总APN,从而改善量子Fisher信息。此外,比较了GSP操作与光子扣除以及光子增加方案在有（无）光子损耗时的相位测量精度。结果表明,与光子增加/扣除的方案相比,即使存在光子损耗,GSP操作（特别是光子先扣除后增加s=0的情况）更能有效地提高相位测量的灵敏度。有趣的是,在没有光子损耗的情况下,GSP操作产生的非经典态总能突破标准量子极限（SQL）,且在总APN取值较大时,经过GSP操作之后的TMSV态对应的相位灵敏度比TMSV态更接近海森堡极限（HL）。然而,在光子损耗存在的情况下,当总APN较大时,HL不能被突破,但SQL可以被突破。