压缩光强多参数量子传感器中的量子噪声

我们研究了利用压缩光在多参数量子传感器中实现灵敏度量子增强的机制。该传感器为混合 dc-rf 光泵磁计 (hOPM) [Phys. Rev. Applied 21, 034054, (2024)]。使用单个自旋群，hOPM 不仅获取 dc 场强 (标量磁测量)，还在选定频率处共振检测交替场磁场的一个分量 (射频磁测量)。与 Bell-Bloom 标量磁计 [Phys. Rev. Lett. 127, 193601 (2021)] 不同，hOPM 的后向作用抑制不完全，导致该系统中三个量子噪声源之间出现非平凡的相互作用：光子散粒噪声、自旋投影噪声和测量后向作用噪声。我们利用压缩光作为工具，控制光学量子噪声在 $S_2$ 和 $S_3$ 极化 Stokes 分量之间的分布，并研究其对读出量子噪声和测量后向作用的影响。这些结果表明在持续运行的多参数传感器中实现了量子增强灵敏度，并揭示了灵敏度、后向作用和带宽之间的根本性权衡。