模拟量子传感器:NV自旋系统的量子态层析成像

该研究团队采用量子计算机模拟了金刚石中氮空位(NV)中心受自旋杂质影响的效应。由于这些缺陷可作为纳米级量子传感器,建立量子噪声模型对识别精度限制至关重要。研究通过双跨mon量子比特(分别代表NV中心与单个自旋杂质,模拟核自旋或额外NV中心)的量子态层析技术进行分析。该工作展示了一个可模拟拉姆齐/哈恩回波等基准协议的通用平台。虽然当前聚焦双自旋体系,但该方法为将量子处理器扩展为多自旋环境模拟器开辟了道路——这类模拟在经典计算中因希尔伯特空间指数级增长而难以实现。研究结果揭示了不同自旋-传感器耦合机制对相干性的影响,有助于在杂质效应下优化检测方案以实现最大灵敏度。此外,团队运用佩雷斯-霍罗德基判据和CHSH不等式分析了纠缠产生机制,虽未观测到后者被违背,但确认了纠缠态的存在。

作者单位: VIP可见
页数/图表: 登录可见
提交arXiv: 2026-03-03 14:43

量科快讯