面向计量相关 Fock 态混合物的快速生成

我们提出了一种快速激光脉冲序列，用于生成囚禁离子运动的非热 Fock 态混合物，旨在实现超越标准量子极限的位移计量。利用离子-激光相互作用的极化子框架描述，我们确定了一个共振工作点——零失谐且 Rabi 频率匹配阱频率——在该工作点下，选择性布居数俘获在强驱动下依然存在，从而无需基态冷却即可实现超越以往协议弱驱动极限的制备速度。我们将大 Lamb-Dicke 参数 $\eta$ 下的残余保真度误差追溯至单一相干过程，即旋转波近似中被忽略的反转蓝边带项，并表明该过程可通过两项常规校准被抑制：脉冲持续时间的百分点级重聚焦，以及一个微小的补偿 Bloch-Siegert 失谐。完整序列的数值模拟表明，该改进在 $\eta\approx0.5$ 时将制备误差保持在 $10\%$ 或以下水平，并恢复了未校正协议在强耦合下丢失的位移传感 Fisher 信息，相对于标称序列恢复了高达 9 dB。