超越理想脉冲近似的稳健量子控制:正交对称PulsePol方案

PulsePol是一种优雅设计的基于脉冲序列的量子控制方案,可实现电子与核自旋间的极化转移(例如在氮空位中心)。然而既往对PulsePol的分析假设存在近乎理想化的强微波瞬时脉冲,这在高磁场条件下极难实现。该团队研究了有限脉冲约束下的PulsePol方案,发现其性能会因有限脉冲效应显著降低。通过双模Floquet理论,研究团队揭示了导致保真度下降的对称性破缺机制。通过相位调整,该工作重建了相互作用框架下自旋哈密顿量的正确对称性,由此开发出名为Q-PulsePol的新序列——其中“Q”代表恢复的正交对称性。实验结果表明,该方案对有限脉冲效应具有鲁棒性,并显著提升了核自旋体极化的转移效率。这项研究将理想化量子控制与真实脉冲工程相融合,为基于自旋的量子控制协议确立了设计准则。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-04-06 15:57

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