量子科技中心_量科网

量子传感与计算技术的最新进展表明，通过多种量子比特平台提升宇宙粒子及弱相互作用大质量粒子探测精度的可能性正在显现。尽管已取得阶段性成果，但如何抑制环境噪声仍是从高保真度数据中提取粒子参数的关键挑战。应对这些挑战需从两个层面协同发力：在器件层面，必须通过优化器件几何结构，使作为探测器的量子比特及其阵列与电磁噪声有效隔离；在信号处理层面，需根据不同量子比特架构开发针对特定噪声谱的滤波方法。 该工作探索了利用半导体量子点自旋量子比特作为平台搜寻量子色动力学轴子（axion）及更广义类轴子粒子（ALPs）的可行性。研究团队首先推导出电子-轴子相互作用的有效哈密顿量，识别出轴子诱导的有效磁场并确定其特征振荡频率。为抑制器件电荷噪声和环境噪声，该团队系统分析了电荷噪声谱，继而开发出专用滤波降噪方案，为探索可行轴子质量范围铺平道路。这项初步研究为运用量子技术增强各类轴子信号筛查提供了新思路，其噪声分析与滤波方案有望推动半导体量子点自旋量子比特阵列在轴子探测领域的应用发展。