利用固态自旋量子传感器突破频率分辨率极限

精确测定两个频率间距的能力是光谱学的基石,然而分辨率极限带来了关键性挑战:当两个非相干信号的频率足够接近时,它们的区分将变得不可能。该研究团队展示了一种被称为“超分辨量子传感”的简洁高效方法,通过固态自旋量子传感器在实验中成功分辨了两个几乎完全相同的非相干信号。通过确定一组“魔幻探测时间点序列”,研究人员消除了量子投影噪声,攻克了频率近乎相同的信号间区分度趋近于零的难题。该方法将分辨率提升至与探测时间t的-2次方成正比,显著优于传统t-1次方的标度律。结合核自旋辅助实现的经典读数噪声大幅抑制,该团队仅用80微秒的信号检测时间便达到了亚千赫兹级分辨率。这一成果揭示了量子传感突破传统频率分辨率极限的潜力,对精密测量领域具有广泛意义。

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