利用金刚石中单自旋的量子淬火相移探测自旋浴极化

单量子比特传感协议可用于测量量子比特-浴耦合参数。然而，当耦合足够大时，传感协议本身会扰动浴，预计会在传感测量中产生特征响应。在此，我们通过将氮空位（NV）中心的核自旋浴制备于极化初态并对NV电子自旋进行相位分辨的自旋回波测量，观测到了这一浴扰动（亦称量子淬火）。这些测量揭示了由浴初态决定的含时相位。我们推导了传感器相位与高斯自旋浴极化之间的关系，并应用其重建轴向与横向极化分量。利用该见解，我们优化了动态核极化序列的转移效率。这种直接测量浴极化的技术可有助于制备高保真量子存储态、改进纳米级NMR方法以及研究非高斯量子浴。