机械压缩福克量子比特:迈向量子弱力传感

机械量子比特相较于其他量子比特平台具有独特优势,主要体现在相干时间以及增强传感应用的潜力方面,但其发展受限于纳米机械谐振器固有的弱非线性和小非谐性。该团队提出通过采用参数驱动非线性机械振荡器中的声子压缩福克态来突破这一局限。研究发现,在双声子驱动下,压缩福克态会成为克尔非线性机械振荡器的本征态,其能谱呈现指数级增强且可调的非谐性,使得向高能态的跃迁被指数级抑制。这种特性使研究人员能够将机械量子比特编码在驱动机械振荡器的基态与第一激发压缩福克态之间,由此产生的器件被称为“机械压缩福克量子比特”。该工作同时证明,这种新型量子比特可作为弱力量子传感器使用,其灵敏度较传统机械量子比特至少提升一个数量级。所提出的机械压缩福克量子比特为量子传感与量子信息处理提供了强大的量子声子平台。

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