近日，華南師范大學(xué)物理學(xué)院研究員王振宇團(tuán)隊(duì)和德國(guó)烏爾姆大學(xué)教授Martin B. Plenio合作，在量子傳感研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，他們?cè)诶碚撋咸岢鲆环N基于測(cè)地線快速絕熱演化的量子傳感方案，為對(duì)復(fù)雜環(huán)境下的量子探測(cè)提供了可靠的手段。相關(guān)成果在線發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters）。

  目前在對(duì)動(dòng)態(tài)信號(hào)的探測(cè)上，最先進(jìn)的量子傳感方案是基于動(dòng)力學(xué)解耦脈沖序列的方法，它在微納尺度下的磁共振、微弱電磁信號(hào)的測(cè)量以及量子信息處理等方面都有重要應(yīng)用。然而，當(dāng)這種量子傳感方案應(yīng)用于復(fù)雜環(huán)境時(shí)，卻因?yàn)楦叽沃C波和操控誤差等問題，測(cè)量的頻譜中會(huì)存在許多虛假的信號(hào)，從而使得對(duì)真實(shí)信號(hào)的識(shí)別非常困難，以及導(dǎo)致無(wú)法對(duì)量子環(huán)境進(jìn)行準(zhǔn)確的探測(cè)和操控?？朔@些困難，將對(duì)復(fù)雜環(huán)境下的量子探測(cè)與操控有重要意義。

  該研究中，研究人員在國(guó)家自然科學(xué)基金和廣東省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持下，提出利用基于量子絕熱演化的充分必要條件所建立的跳躍式快速量子絕熱操控驅(qū)動(dòng)量子傳感器沿著測(cè)地線周期性地演化，這樣當(dāng)量子傳感器的演化和外部目標(biāo)信號(hào)頻率共振的時(shí)候，就能對(duì)目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行放大和探測(cè)。這個(gè)方法有效地抑制了退相干噪聲和控制誤差的影響，同時(shí)消除了以往基于動(dòng)力學(xué)解耦脈沖序列的量子傳感中所存在的高次諧波和雜散響應(yīng)，從而為復(fù)雜環(huán)境下的量子傳感提供了可靠的解決方案。

  論文通訊作者王振宇表示，量子傳感在物理、化學(xué)和生物等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，而對(duì)復(fù)雜環(huán)境的量子傳感是一個(gè)重要的研究課題。其成果也可以用于其它方面，例如用于探測(cè)和操控單個(gè)核自旋或自旋族。

  相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.250801