最优带限控制协议在量子噪声传感中的应用

工业、计量和医疗应用对利用量子相干系统对其环境的独特敏感性先进纳米级传感器提供了强大的技术拉动。这些设备功能的关键在于可用控制协议在频率空间中塑造传感器对环境响应的能力。然而，这些应用中的一个关键挑战是常见控制例程导致带外频谱泄漏，使传感器信号解释复杂化。在这项工作中，我们展示了证明最优的窄带控制协议，非常适合于量子传感。我们的结果基于使用囚禁离子实验，采用离散长球序列（又名Slepian函数）形式的调制，证明了相比常规控制频谱泄漏降低了数量级。我们使用射频工程的概念调谐窄带灵敏度，并利用工程噪声实验重建复杂噪声谱以进行定量性能评估。然后我们部署这些技术来识别我们量子比特合成链中先前不可测量的频率分辨幅度噪声，校准灵敏度优于0.001 dB。