基于相干布居俘获的氮空位中心连续实时传感
量子物理
2021-04-21 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
我们提出并从理论上分析了利用单个金刚石氮空位（NV）中心的相干布居俘获进行连续实时传感。相干布居俘获中暗态的形成阻止了 NV 中心的光发射。然而，起伏的磁场可将 NV 中心踢出暗态，导致一系列单光子发射。所探测到的光子计数时间序列可用于磁场估计，即便每个更新时间间隔内的平均光子计数远小于 1。作为理论演示，金刚石晶格中的核自旋浴被用作模型化起伏磁环境。对于具有已知统计特性（如 Ornstein-Uhlenbeck 过程）的起伏，基于贝叶斯推断的估计量可使得估计方差逼近经典 Cramer-Rao 下界，并能在可与平均光子计数率倒数相比拟的时间尺度上提供动力学信息。利用相干布居俘获的实时传感为新兴的量子传感技术增添了一个新颖而有力的工具。
引用
@article{arxiv.2102.07212,
title = {Continuous Real-Time Sensing with a Nitrogen Vacancy Center via Coherent Population Trapping},
author = {Shu-Hao Wu and Ethan Turner and Hailin Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.07212},
year = {2021}
}