基于波导量子电动力学集体亚辐射的超海森堡极限传感
该研究团队探索了亚波长间距发射体阵列耦合一维纳米光子波导的量子计量潜力。在该系统中,强偶极-偶极相互作用显著改变了集体光学响应,从而产生超窄亚辐射共振。通过对有效非厄米哈密顿量的本征模分析,研究人员推导出最亚辐射态衰变速率的普适标度律,其在深亚波长区域呈现N−3标度关系并伴随奇偶振荡行为。该标度特性可直接在单光子散射谱中观测,使得原子间距的微小变化检测成为可能,其品质因数随N3增长。量子费希尔信息(QFI)展现出N6的标度特性,通过测量最亚辐射共振最陡斜率附近的光谱位移即可逼近该极限。这些增强效应在实际位置无序情况下仍保持稳健,证实了偶极-偶极工程调控的亚辐射态可为量子计量学提供有效资源。该工作连接了多体波导量子电动力学与高精度传感领域,为集成纳米光子平台上的可扩展量子传感器开辟了新路径。
量科快讯
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