基于测地线控制的高精度宽带量子频率传感实验

在宽带宽上对振荡信号进行精确的频率估计是量子传感的核心任务，然而在现实的多频环境中，它常常因对高阶谐波的虚假响应而受损。本文实验展示了一种基于测地线控制的高精度宽带量子频率传感协议，该协议利用金刚石中单个氮-空位中心的电子自旋实现。通过设计固有的单频响应，测地线控制能够在从兆赫兹到千兆赫兹的宽频谱范围内实现无偏的频率估计，并强烈抑制谐波引起的系统误差。此外，通过结合同步读出，我们在噪声信号条件下实现了毫赫兹级的频率分辨率。我们的结果为量子频率传感的测地线控制提供了系统的实验基准测试，并将其确立为在现实环境中实现高精度计量的一种实用方法。