波导耦合发射器的超海森堡非平衡量子传感

该团队研究了一维光子波导中耦合的量子发射器阵列,将其作为非平衡探针,旨在估计波导的波数等性质——这些参数编码了波导的频率和色散特性。通过考虑初始激发后的瞬态动力学,研究人员发现,精心选择发射器位置可显著增强量子费希尔信息(QFI)。对于双发射器探针,最佳间距可稳定单激发子空间中的布居数和相干性,抑制超辐射衰减,从而延长QFI的幅度和持续时间。随机发射器配置也表明,消除波导介导的交叉衰减可最大化可实现灵敏度,并延长参数信息可获取的时间窗口。扩展到多体探针时,该团队证明,最大QFI及其时间积分随系统尺寸缩放,且对所有定位策略均超出海森堡极限。研究结果凸显了波导耦合发射器阵列作为通用量子传感器的潜力,通过利用集体辐射动力学,可实现可调谐、长寿命且增强的测量精度。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-06-10 11:54

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