本报讯 日前,我校中科院微观磁共振重点实验室教授彭新华研究组在自旋量子精密测量领域取得重要进展,首次提出和验证弗洛凯(Floquet)自旋量子放大技术,灵敏度达到飞特斯拉(10的负15次方特斯拉)水平。研究成果发表于《物理评论快报》,并被选为“编辑推荐”文章。
目前,对量子放大精密测量技术的探索仍然有限,实现信号放大主要依赖于量子系统固有的离散能级跃,由于可调谐性的限制,量子系统固有离散跃迁频率往往无法满足放大需要的工作频率,因此限制量子放大器的性能。如果能够克服以上困难,量子放大技术的性能将得到很大改善,对探测极弱电磁波和奇异粒子等基础物理和实际应用具有重要意义。
研究人员提出Floquet自旋量子放大技术,克服以往探测频率范围小等限制,实现对多个频率的极弱磁场放大。通过理论计算和实验研究,首次展示Floquet系统可实现多个频率待测磁场2个数量级的同时量子放大,测量灵敏度达到飞特斯拉级别。
据悉,该研究首次将量子放大技术扩展到Floquet自旋系统,有望进一步推广到其他量子放大器,实现全新的一类量子放大器——“Floquet量子放大器”。
中科院微观磁共振重点实验室江敏副研究员、博士研究生秦毓舒和王鑫为共同第一作者,彭新华教授为通讯作者。
(中科院微观磁共振重点实验室 物理学院 中科院量子信息和量子科技创新研究院)