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囚禁离子天然具备长寿命自旋量子比特与多种运动模式，构成了可扩展的多模式玻色寄存器。为高效表征此类寄存器，需要以有限的自旋资源实现对多种运动模式的探测。该研究团队提出了一种基于远失谐多模Jaynes-Cummings相互作用中色散位移的单自旋多模式测量原语：通过Ramsey序列将声子数依赖相位映射至自旋态，实现了多模式自旋依赖旋转(SDR)。团队还开发了选择性解耦方案，在消除载波AC-Stark效应诱导相位的同时，保留色散位移产生的声子数依赖相位。基于单囚禁离子的SDR-Ramsey实验，研究人员成功提取了双模Fock态分布、实现了双模运动态的宇称选择滤波，并通过重复滤波步骤完成了单模Fock态的非破坏性单次测量。