近日，華南師范大學物理學院研究員王振宇團隊和德國烏爾姆大學教授Martin B. Plenio合作，在量子傳感研究領域取得重要進展，他們在理論上提出一種基于測地線快速絕熱演化的量子傳感方案，為對復雜環境下的量子探測提供了可靠的手段。相關成果在線發表于《物理評論快報》（Physical Review Letters）。
目前在對動態信號的探測上，最先進的量子傳感方案是基于動力學解耦脈沖序列的方法，它在微納尺度下的磁共振、微弱電磁信號的測量以及量子信息處理等方面都有重要應用。然而，當這種量子傳感方案應用于復雜環境時，卻因為高次諧波和操控誤差等問題，測量的頻譜中會存在許多虛假的信號，從而使得對真實信號的識別非常困難，以及導致無法對量子環境進行準確的探測和操控。克服這些困難，將對復雜環境下的量子探測與操控有重要意義。
該研究中，研究人員在國家自然科學基金和廣東省自然科學基金等項目的支持下，提出利用基于量子絕熱演化的充分必要條件所建立的跳躍式快速量子絕熱操控驅動量子傳感器沿著測地線周期性地演化，這樣當量子傳感器的演化和外部目標信號頻率共振的時候，就能對目標信號進行放大和探測。這個方法有效地抑制了退相干噪聲和控制誤差的影響，同時消除了以往基于動力學解耦脈沖序列的量子傳感中所存在的高次諧波和雜散響應，從而為復雜環境下的量子傳感提供了可靠的解決方案。
論文通訊作者王振宇表示，量子傳感在物理、化學和生物等領域具有廣泛的應用，而對復雜環境的量子傳感是一個重要的研究課題。其成果也可以用于其它方面，例如用于探測和操控單個核自旋或自旋族。
相關論文信息：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.250801
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