量子计量学中的细胞依赖性临界态

基于系统在相变边界附近增强的灵敏度特性,临界量子计量学至今仍面临与能隙闭合相关的瓶颈效应——即传感动力学的临界减速和参数传感窗口的急剧收缩。为缓解传统均匀晶格传感器固有的这一瓶颈,本研究提出利用福克空间晶格(FSL)中玻色子阶梯算子矩阵元产生的本征跃迁非均匀性。通过双模Jaynes-Cummings型模型,该团队证明传感参数可被编码至FSL的拓扑零能模中,从而使关键系统参数具备晶胞依赖性,有效描绘出拓扑相图中的一条曲线。当该曲线穿越或逼近拓扑相边界时,无需全局调控晶格至临界状态,即可涌现晶胞依赖性临界现象。外部调控参数能重构该曲线,在保持宽泛传感覆盖范围和降低能隙代价的同时,实现量子Fisher信息从标准标度到海森堡标度的连续调控。此外,单腔局域光子数测量即可使量子Fisher信息达到饱和。这些发现确立了福克空间晶格作为可扩展、实用化临界量子计量学方案的可行性路径。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-04-15 18:00

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