混合自旋解耦实现抗噪声直流量子传感
量子传感器卓越的灵敏度是一把双刃剑:虽可观测微量物质,但任何非目标信号都会形成噪声。当检测被此类噪声掩盖的物理量时,这一特性带来了巨大挑战。退耦合序列虽能延长相干时间从而提升灵敏度,但仅可识别窄频带内的交流信号。另一种方案是共磁强计,其通过高温气态自旋混合物在自补偿机制下运行来抵消缓变噪声,该技术在各类奇异自旋相互作用探测中取得了显著成功。本研究提出了一种新方法,可从直流及交流磁噪声中解耦特定直流场。该方法要求自旋簇中每个单独自旋对目标场与局部磁场的响应存在差异,从而提供了不同于共磁强计的技术路径。该工作展示的方案具有多项关键优势,包括将抗噪频率范围扩展数个数量级。研究团队重点考察了金刚石氮空位中心内电子-核自旋对的特性,特别关注其在轻暗物质搜索中的应用价值。其他潜在应用场景还包括梯度传感、量子存储及陀螺仪等领域。



