氮空位中心 qutrit 自旋压缩以提升量子磁感测精度
量子物理
2025-08-12 v4
摘要
我们探讨了量子自旋压缩在量子磁感测中的应用，具体指的是四级（qutrit）氮空位（NV）中心 within diamond，采用标准的 Ramsey interferometry 脉冲协议。我们的研究纳入了脱相和松弛对 NV 中心在 Ramsey 测量中动力学的影响，通过 Lindblad 量子玻尔茨方程进行建模。我们对单个 NV 中心与一对 NV 中心的计量能力进行比较，考虑是否进行自旋压缩，分别基于量子费米信息进行。通过评估两个能级流形内的 Kitagawa-Ueda 自旋压缩参数来评估 NV 中心之间的量子关联。此外，还使用两个能级模型（qubit）对 NV 中心进行了平行计算。我们的发现表明，利用 qutrit 和自旋压缩可实现更高的磁感测精度，但受脱相效应的制约。尽管没有采用动力学脱耦方法来缓解环境耗散，但通过合理的压缩时机和自由演化时间安排，仍可维持 qutrit-based磁感测的优势。
引用
@article{arxiv.2406.15324,
title = {Spin Squeezing Enhanced Quantum Magnetometry with Nitrogen-Vacancy Center Qutrits},
author = {L. Gassab and Ö. E. Müstecaplıoğlu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.15324},
year = {2025}
}