科技改變生活 · 科技引領未來
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隨著量子力學基礎研究和科學技術的發(fā)展，通過原子、分子、自旋等物理系統(tǒng)可以實現(xiàn)微弱信號的量子增強放大。相比基于經(jīng)典電路的傳統(tǒng)放大技術，量子增強放大技術具有更低的量子噪聲和更高的放大增益，為提升測量精度提供了強有力的研究手段，受到廣泛關注和研究。
然而，目前對量子放大精密測量技術的探索仍然有限，實現(xiàn)信號放大主要依賴于量子系統(tǒng)固有的離散能級躍，由于可調(diào)諧性的限制，量子系統(tǒng)固有離散躍遷頻率往往無法滿足放大需要的工作頻率，因此限制了量子放大器的性能，如工作帶寬、頻率和增益等。如果能夠克服以上困難，量子放大技術的性能將可得到很大改善，對探測極弱電磁波和奇異粒子等具有重要意義。
彭新華研究組研究人員提出了Floquet自旋量子放大技術，克服了以往探測頻率范圍小等限制，實現(xiàn)了對多個頻率的極弱磁場放大。這項技術得益于研究組此前提出的“自旋放大技術”和“Floquet調(diào)制技術”，將二者有機結合，從而將量子放大技術推廣到Floquet自旋系統(tǒng)。通過理論計算和實驗研究，研究團隊首次展示了Floquet系統(tǒng)可以實現(xiàn)多個頻率待測磁場2個數(shù)量級的同時量子放大，測量靈敏度達到了飛特斯拉級級別。
據(jù)悉，該工作首次將量子放大技術擴展到Floquet自旋系統(tǒng)，有望進一步推廣到其他量子放大器，實現(xiàn)全新的一類量子放大器——“Floquet量子放大器”。
劉陽一