可调多体相互作用下的不稳定性增强量子传感

动力学不稳定性可将微小扰动放大为可测量信号,为量子增强传感提供新途径。这项机制已在具有二次相互作用的集体自旋系统中通过实验验证——该系统由扭转哈密顿量描述,在不稳定点附近的量子演化会导致自旋涨落的指数级增长,从而实现超越标准量子极限的计量增益。本研究表明,该哈密顿量的四次方扩展可显著提升放大效应。非线性项的引入重塑了相空间结构,产生新的不稳定点并加速信号放大,使得实验可实现的相干时间内即可获得更高灵敏度。值得注意的是,即便在固定不稳定速率(相同李雅普诺夫指数)条件下,多体相互作用仍能通过增强的短时动力学表现优于二次方模型。研究团队分析了该多体模型的经典与量子行为,并探讨了其实验实施方案。这些发现确立了相空间曲率作为优化量子传感器速度与性能的新资源。

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提交arXiv: 2026-04-06 18:01

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