利用离子量子纠缠探测轻暗物质

本文探讨了一种利用保罗离子阱系统探测轻暗物质（如轴子暗物质或暗光子暗物质）的方案。我们首先证明，由保罗阱中离子振动模式的基态与第一激发态构成的量子比特，由于其共振激发特性，可作为弱电场的有效传感器。因此，保罗离子阱使我们能够搜寻质量在 neV 量级附近由轻暗物质诱导的弱电场。此外，我们说明涉及 $N$ 个离子的纠缠量子比特系统可将激发率提升 $N^2$ 倍。保罗离子阱系统对轴子-光子耦合和规范动能混合的灵敏度可达到此前未探索的参数空间。