量子传感研究领域取得重要进展

近日，华南师范大学物理学院研究员王振宇团队和德国乌尔姆大学教授Martin B. Plenio合作，在量子传感研究领域取得重要进展，他们在理论上提出一种基于测地线快速绝热演化的量子传感方案，为对复杂环境下的量子探测提供了可靠的手段。相关成果在线发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters）。

目前在对动态信号的探测上，最先进的量子传感方案是基于动力学解耦脉冲序列的方法，它在微纳尺度下的磁共振、微弱电磁信号的测量以及量子信息处理等方面都有重要应用。然而，当这种量子传感方案应用于复杂环境时，却因为高次谐波和操控误差等问题，测量的频谱中会存在许多虚假的信号，从而使得对真实信号的识别非常困难，以及导致无法对量子环境进行准确的探测和操控。克服这些困难，将对复杂环境下的量子探测与操控有重要意义。

该研究中，研究人员在国家自然科学基金和广东省自然科学基金等项目的支持下，提出利用基于量子绝热演化的充分必要条件所建立的跳跃式快速量子绝热操控驱动量子传感器沿着测地线周期性地演化，这样当量子传感器的演化和外部目标信号频率共振的时候，就能对目标信号进行放大和探测。这个方法有效地抑制了退相干噪声和控制误差的影响，同时消除了以往基于动力学解耦脉冲序列的量子传感中所存在的高次谐波和杂散响应，从而为复杂环境下的量子传感提供了可靠的解决方案。

论文通讯作者王振宇表示，量子传感在物理、化学和生物等领域具有广泛的应用，而对复杂环境的量子传感是一个重要的研究课题。其成果也可以用于其它方面，例如用于探测和操控单个核自旋或自旋族。

（责编：赵珊）