基于无序量子偶极子的可扩展自旋压缩理论

自旋压缩纠缠态能够实现超越经典极限的计量精度。从连续对称性破缺的视角来看,偶极自旋系统通过其固有的淬火动力学展现出产生自旋压缩的卓越能力。迄今为止,这一认识主要集中于晶格自旋系统;然而在实际体系中——从超冷分子到核自旋系综再到固态色心——偶极自旋系统往往表现出显著的位置无序性。该工作建立了量子偶极子二维随机稀释晶格中可扩展自旋压缩的理论模型,该体系自然实现了偶极XXZ模型。通过大规模量子蒙特卡洛模拟,研究人员绘制了有限温度XY序(进而可扩展自旋压缩)随无序度和伊辛各向异性变化的相图。随着无序度增加,发现可扩展自旋压缩仅在海森堡点附近得以保持。该团队揭示这种行为源于紧密耦合二聚体的存在,这些二聚体在淬火后会对系统产生有效加热效应。针对金刚石中强相互作用的氮空位色心体系,研究表明通过实验可行的策略将有害二聚体与动力学过程解耦,即可实现可扩展自旋压缩。
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提交arXiv: 2025-12-22 19:00

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