通过非对称时间反转实现固态量子传感器的信号放大
量子物理
2025-03-20 v1 无序系统与神经网络
摘要
氮空位(NV)中心在金刚石中的电子自旋构成了一个具有ambient条件下操作、便于靠近探测目标以及生物相容性优势的微纳米尺度磁场传感器。高密度下，电子自旋通过偶极耦合相互作用，这通常限制但也可能潜在地增强传感性能。我们在此报告固态、室温量子传感器中实现了多体信号放大的实验。我们的方法利用通过对定量轴和Floquet工程控制实现的二维NV中心群体中构建的两轴扭曲相互作用，实施时间反转。令人惊讶的是，最佳放大 occurs when backward evolution time equals twice the forward evolution time，这与传统的Loschmidt回声形成鲜明对比。这些观察结果可理解为源于微观动力学的时间反转镜像对称性，这为信号放大和通往基于纠缦的实用量子感应指明了关键见解。
关键词
引用
@article{arxiv.2503.14598,
title = {Signal amplification in a solid-state quantum sensor via asymmetric time-reversal of many-body dynamics},
author = {Haoyang Gao and Leigh S. Martin and Lillian B. Hughes and Nathaniel T. Leitao and Piotr Put and Hengyun Zhou and Nazli U. Koyluoglu and Simon A. Meynell and Ania C. Bleszynski Jayich and Hongkun Park and Mikhail D. Lukin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.14598},
year = {2025}
}
备注
25 pages, 15 digures