传感器如此优秀，它是“幽灵” - 使用量子纠缠来检测磁激励

时间：2022-01-23 08:58:02来源：

使用量子缠结的传感器可以确定毫米尺寸的球体中是否存在单个磁激励。这使我们更接近物理定律下可能的磁检测极限。

东京大学先进科学技术（罗斯科）研究中心的科学家展示了一种通过量子缠绕的奇怪功率与传感器耦合磁球的方法。他们表明，可以通过单次测量来检测球体中甚至在球体中的存在。这项工作代表了可以与磁性材料相互作用的量子系统的重大进步。

想象一下，如果附近的大海捞针包含针，则在单次扫描中，有足够强大的传感器可以告诉你。这样的设备似乎只能存在于科幻小说中，但是，使用量子力学的最违反直觉效果之一，这种敏感度可以成为现实。纠缠，量子力学中心的奇怪过程，允许连接颗粒立即相互作用，曾经被Albert Einstein称为“距离距离”的“幽灵动作”。

单氧化镁检测器的兴趣模式的示意图。铁磁晶体中的集体旋转激发的均匀加工方式，称为Kittel模式，通过微波腔模式使超导Qubit结合到超导Qubit。

实验已经证实，量子力学允许在不再单独描述系统的部分的情况下，但是变得基本上缠结，使得一个人的测量自动确定另一个的命运。例如，两个电子可以变得缠结，使得它们都指向或指向下方 - 所以测量一个立即影响另一个的状态。“纠缠已经在数十年的量子力学教科书中，”第一个作者Dany Lachance议员说，但是，为生产非常敏感的探测器的应用只是现在开始实现。“

在罗斯特在罗斯特进行的实验中，将钇铁石榴石的毫米尺寸的球体被置于与超导Josephson结Qubit相同的谐振腔中，其充当传感器。由于球体与谐振腔的耦合，并且又在腔之间到QUBBit之间，如果球体中没有磁激励，则qubit只能通过电磁脉冲激励。读取标准的状态，然后揭示球体的状态。

“通过使用单次检测而不是平均，我们能够使我们的设备非常敏感，非常快，”Yasunobu Nakamura教授解释说。“这项研究可以为传感器开辟足够强大的方式，以帮助寻找名为轴轴的理论暗质粒子。”

DANY LACHANCE-SCIRION，Samuel Piotr Wolski，Yutaka Tabuchi，Shingo Kono，Koji Usami和Yasunobu Nakamura，Scome.220
10.1126 / science.aaz9236.

该工作在COSSCOLSS中公布为“基于纠缠的单次拍摄的单次MAGNON与超导量子比特”。