利用大型囚禁离子晶体实现位移与电场的量子增强传感
量子物理
2021-08-25 v1 原子物理
摘要
将超冷原子系统的隔离与控制发展到单量子水平，已在量子传感方面带来显著进展，但利用纠缠在实际应用中展示量子优势仍是一项核心任务。在此，我们利用约 个囚禁离子的大型晶体，实现了一种多体量子增强传感器来探测微弱位移与电场。晶体的质心振动模式用作高 Q 值机械振子，集体电子自旋用作测量装置。通过在位移施加前使振子与集体自旋纠缠，并通过多体回波控制相干动力学，我们得以利用精细的自旋-运动纠缠将位移映射为自旋转动，从而避免量子反作用并抵消有害的热噪声。我们报道了位移的量子增强灵敏度，比标准量子极限低 dB，以及电场测量灵敏度在 秒内为 （）。
引用
@article{arxiv.2103.08690,
title = {Quantum-enhanced sensing of displacements and electric fields with large trapped-ion crystals},
author = {Kevin A. Gilmore and Matthew Affolter and Robert J. Lewis-Swan and Diego Barberena and Elena Jordan and Ana Maria Rey and John J. Bollinger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.08690},
year = {2021}
}