通过电子自旋量子比特见证核自旋系综中的量子关联

与代理量子比特接口的相干自旋系综是产生多体相干并探测集体激发态的极具吸引力的平台。半导体量子点中的电子自旋量子比特可作为其与量子点内由多种高自旋原子物种构成的稠密核自旋系综的此类接口。早期工作表明，电子可通过其与总核极化的平均场相互作用的统计量（即其均值与方差）来传递其核环境的性质。在此，我们展示了一种利用核系综对集体自旋激发的响应来探测其自旋态的方法，从而实现超越平均场的物种选择性重构。对于可获取的光学制备平均场范围，重构的布居表明该系综处于非热、关联的核态。重构的物种分辨极化之和超出经典预言三倍。这一显著偏离源于包含粒子间相干的旋转系综，并作为纠缠见证确认了暗多体态的形成。