用于新物理测试的超低温机械量子传感器
将机械模式初始化为量子基态对其在量子信息处理和量子传感协议中的应用至关重要。在量子处理器中,模式初始态的纯度会影响后续量子算法的保真度。对于量子传感器而言,基态之外的激发态会引入探测器噪声,其发生率还会限制向机械模式注入能量的罕见事件探测能力。该工作测量了高次谐波体声波谐振器(HBAR)中GHz频率模式的激发态布居数,发现第一激发态布居数可低至P_p = (1.2±5.5)×10^-5,对应25.2 mK的有效温度——这些数值受限于测量过程的不完善性而仅为上限值。该结果优于超导电路中测得的最低布居数记录。研究人员进一步利用测量数据对高频引力波振幅、超轻暗物质的动能混合强度、以及描述波函数坍缩机制的薛定谔方程非线性修正进行了约束。该研究确立了HBAR作为量子态初始化和基础物理研究的通用平台地位。
