量子不变性滤波的理论与实验演示
量子物理
2025-06-23 v1
摘要
量子控制协议通常在时间域中构建，仅在事后才能揭示其频谱行为。本文颠覆了这一范式。我们从目标频域滤波器出发，运用动力学不变性框架推导实现所选频谱响应的连续驱动场。该方法即量子不变性滤波（QIF）：将任意有限脉冲响应（包括多带和相位敏感轮廓）映射为可在实验中实现的哈密顿量调制。该方法在单颗氮空位中心（NV center）中实现，实现了预期的通过带，抑制噪声，保持 coherence 持续数毫秒——比 Carr-Purcell-Meiboom-Gill 序列长达两个数量级，同时对50%的驱动幅度误差具有鲁棒性。我们的结果表明，QIF 作为一种广泛适用于增强量子控制和传感的通用框架，适用于包括超导量子比特、捕获离子和核磁共振系统在内的各种物理平台。
引用
@article{arxiv.2506.15805,
title = {Theory and Experimental Demonstration of Quantum Invariant Filtering},
author = {Loris Maria Cangemi and Yoav Woldiger and Amikam Levy and Assaf Hamo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.15805},
year = {2025}
}