量子传感新技术“霸占”退相干难题

據29日（rì）《天然（rán）·通訊》雜誌報導（dǎo），美國南加州大學的（de）研討人員展（zhǎn）現了一種新式量子傳感技能，可憑借新的相幹安穩協議對（duì）立量子退相幹。其功能大幅逾越傳（chuán）統辦法，有望推進從醫學成像到根底物理研（yán）討等多個範疇的前進。

量子傳感是指運用量子體係（如原子、光（guāng）子或量子比特）作為傳感（gǎn）器，以極高的精度丈量物理量（如（rú）腦活動、超高精度時鍾或（huò）重力反常），其精度（dù）往往逾越經典傳（chuán）感器的極限。但幾（jǐ）十年來，量子傳感器的功能一向遭到（dào）退相幹的（de）約束。退相幹是由環境噪聲引發的（de）一種不行猜測的行為（wéi）。退相幹會使（shǐ）量子體係的狀況隨機紊亂，然後抹除全部量子傳感信號。

新研討中，團隊在試驗中的量子比特上選用一種新的預訂（dìng）相幹安穩協議（即為了堅持量子態安穩、進步丈量精度而規劃的一整套操作流程），暫時克服（fú）了長期以來存在的退相幹（gàn）問（wèn）題，安穩了量子態的一項要害特性。

因為退相幹，量子比特狀況向球（qiú）體的（de）“北（běi）極”衰減。運用本研討中的相幹安穩傳感協議，研（yán）討人員暫時抵（dǐ）消了這種衰減（jiǎn），導致本研討協（xié）議（藍色）中的傳（chuán）感信號（y重量）比規範協（xié）議（赤色）中更大。圖片來曆：美國（guó）南加州大學。

該試驗（yàn）明顯進步了對量子體係中細小頻率偏移的丈量（liàng）精度。研討中的相幹（gàn）安穩傳感協議使傳感信號可以比運用規範協議傳感丈量時變（biàn）得更大。這種安穩性關於檢測弱小信號至關重要。

該研（yán）討在檢丈量子比特頻率（lǜ）方麵，達（dá）到了迄（qì）今（jīn）為止（zhǐ）最（zuì）高的靈敏度。更重（chóng）要的（de）是，這種協議無需反應，也（yě）不需要額定的操控（kòng）或丈（zhàng）量（liàng）資源，因此能當即應用於各種量子核算和量子傳（chuán）感技能。

團隊在超導量（liàng）子比特上演示這一協議，與被稱為拉姆（mǔ）齊幹與丈量法的（de）規範協（xié）議比較，丈量功率進步了1.65倍。理論剖（pōu）析標明，在某些體係中，該協議（yì）的潛在改善起伏最高可達1.96倍。演示試驗標明，無需憑借實時反應或羈絆多個傳（chuán）感器等（děng）雜亂技能，也能改（gǎi）善量（liàng）子傳感器。

（原標題（tí）為《量子傳感新技能“霸占”退相幹難題》）。