基于弱法拉第旋转测量关联的量子非线性光谱
量子物理
2023-09-04 v1 光学
摘要
涨落之间的关联是研究基础量子物理与量子多体动力学的关键，也是理解和抑制量子技术中退相干的有用信息。非线性光谱与噪声光谱是表征涨落的强有力工具，但它们只能获取众多高阶关联类型中极少的一部分。近期提出一种称为量子非线性光谱（QNS）的系统性量子传感方法，利用自旋量子传感器通过序贯弱测量提取任意类型与阶数的时间有序关联。然而，要求以中心自旋作为量子传感器限制了QNS的通用性，因为通常中心自旋仅与邻近少数粒子相互作用，且单自旋测量需要严苛条件。本文提出利用相干光束的偏振（赝自旋）作为QNS的量子传感器。与目标系统（如透明磁性材料）相互作用后，可测量线偏振光的微小法拉第旋转，这构成对目标系统磁化的弱测量。特定次数测量 shots 的关联差分光子计数可正比于材料中磁涨落某一类型与阶数的关联。该QNS方案在研究量子多体系统方面具有优势。
引用
@article{arxiv.2309.00207,
title = {Quantum nonlinear spectroscopy via correlations of weak Faraday-rotation measurements},
author = {Brian Chung Hang Cheung and Ren-Bao Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.00207},
year = {2023}
}