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科学家实现双线超冷极性分子中超低温的量子传感

 2024/9/18 9:06:32 《最新论文》 作者:科学网 小柯机器人 我有话说(0人评论) 字体大小:+

近日,阿尔及利亚哈西巴·本布阿里·谢莱夫大学的Abdelaali Boudjemaa与湖南科技大学的谭庆收等人合作并取得一项新进展。经过不懈努力,他们实现双线超冷极性分子中超低温的量子传感。相关研究成果已于2024年9月12日在国际知名学术期刊《物理评论A》上发表。

该研究团队通过对两种物理性质不同的量子比特模型的动力学进行探索,系统地研究了准一维(1D)势阱中双导线超冷极性分子中的超低温度量子传感。

这两种模型均包含一个作为温度量子传感器的被俘获杂质原子,该原子与极性分子库相互作用,其中偶极矩在两导线间呈头尾排列。该模型利用可调节的导线间距离,实现了对超低温度测量的精确控制。

研究人员展示了系统如何从马尔可夫动力学过渡到非马尔可夫动力学,这一过程可通过改变导线间距离、偶极-偶极相互作用(DDI)以及温度来调控。

研究人员通过两种模型的量子信噪比来表征测温性能,并证明该量在超低温度下表现出更高的峰值。因此,该研究结果表明超冷极性分子对于革新温度传感技术至关重要。

附:英文原文

Title: Quantum sensing of ultralow temperature in biwire ultracold polar molecules

Author: Abdelaali Boudjemaa, Karima Abbas, Asma Tahar Taiba, Qing-Shou Tan

Issue&Volume: 2024/09/12

Abstract: We present a systematic study of quantum sensing of ultralow temperature in biwire ultracold polar molecules of a quasi-one-dimensional (1D) trap by exploring the dynamics of two physically different qubit models. The two models consist of a trapped impurity atom that act as a temperature quantum sensor interacting with polar molecules reservoir, where dipole moments are aligned head-to-tail across the wires. Our model takes advantage of the adjustable interwire distance to accurately control the precision ultralow temperatures measurement. We show that the system undergoes a transition from Markovian to non-Markovian dynamics, which can be controlled by changing the interwire separation, the dipole-–dipole interaction (DDI), and the temperature. We characterize the thermometric performance using the quantum signal-to-noise ratio for both models and demonstrate that such a quantity exhibits a higher peak at ultralow temperature. We therefore emphasize that ultracold polar molecules are crucial for revolutionizing temperature sensing.

DOI: 10.1103/PhysRevA.110.032611

Source: https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.110.032611

来源:科学网 小柯机器人

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