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利用周期驱动打破低温测温的规则

量子物理 2022-05-04 v3 量子气体 统计力学

摘要

低温测温的精度存在严苛限制,这对未来量子技术应用构成重大挑战。低温灵敏度或许可以通过定制探针与样品间的相互作用来调控。遗憾的是,这些相互作用的可调性通常非常有限。此处,我们聚焦于一种更实际的提升测温精度的方案——驱动探针。具体而言,我们求解了平衡样品中周期调制线性探针的极限环。我们精确处理了探针-样品相互作用,因此我们的结果对任意低温 T T 及任意谱密度均成立。我们发现微弱的近共振调制能强烈增强低温测量的信噪比,同时对样品造成极小反作用。此外,我们表明近共振驱动改变了支配热灵敏度的幂律,在宽广温度范围内从而“弯曲”了基本精度极限,并实现更灵敏的低温测温。接着我们关注一个具体实例——原子凝聚体中的杂质测温。我们证明周期驱动可在基于杂质原子密度分布得出的亚纳开温度估计中实现数个量级的灵敏度提升。因此我们提供了一种可轻松集成进低-TT 测温实验的可行升级方案。

关键词

引用

@article{arxiv.2203.02436,
  title  = {Bending the rules of low-temperature thermometry with periodic driving},
  author = {Jonas Glatthard and Luis A. Correa},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2203.02436},
  year   = {2022}
}

备注

9 + 6 pages, 3 figures, accepted version