量子不变滤波理论与实验验证

量子控制协议通常是在时域设计的,其频谱特性仅能后验呈现。该研究团队颠覆了这一范式——从目标频域滤波器出发,利用动态不变性框架推导出能在量子比特上实现选定频谱响应的连续驱动场。这种被称为“量子不变滤波”(QIF)的方法,将任意有限脉冲响应(包括多波段和相位敏感型轮廓)映射为实验可行的哈密顿量调制。基于金刚石单氮空位中心的实验表明:该方法实现规定通带的保真度超过99%,噪声抑制效果显著,且能维持毫秒级相干时间(比Carr-Purcell-Meiboom-Gill序列提升两个数量级),同时可容忍50%的驱动幅度误差。该成果确立的QIF框架具有广泛适用性,可为超导量子比特、囚禁离子及核磁共振系统等多样化物理平台提供增强的量子控制与量子传感解决方案。

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