• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

利用10自旋NOON态实现超越标准量子极限的磁场传感。

Magnetic field sensing beyond the standard quantum limit using 10-spin NOON states.

作者信息

Jones Jonathan A, Karlen Steven D, Fitzsimons Joseph, Ardavan Arzhang, Benjamin Simon C, Briggs G Andrew D, Morton John J L

机构信息

Centre for Advanced Electron Spin Resonance (CAESR), Clarendon Laboratory, Oxford University, Oxford OX1 3PU, UK.

出版信息

Science. 2009 May 29;324(5931):1166-8. doi: 10.1126/science.1170730. Epub 2009 Apr 23.

DOI:10.1126/science.1170730
PMID:19389997
Abstract

Quantum entangled states can be very delicate and easily perturbed by their external environment. This sensitivity can be harnessed in measurement technology to create a quantum sensor with a capability of outperforming conventional devices at a fundamental level. We compared the magnetic field sensitivity of a classical (unentangled) system with that of a 10-qubit entangled state, realized by nuclei in a highly symmetric molecule. We observed a 9.4-fold quantum enhancement in the sensitivity to an applied field for the entangled system and show that this spin-based approach can scale favorably as compared with approaches in which qubit loss is prevalent. This result demonstrates a method for practical quantum field sensing technology.

摘要

量子纠缠态可能非常脆弱,很容易受到外部环境的干扰。这种敏感性可用于测量技术,以创建一种在基本层面上性能优于传统设备的量子传感器。我们将一个经典(非纠缠)系统的磁场灵敏度与一个由高度对称分子中的原子核实现的10量子比特纠缠态的磁场灵敏度进行了比较。我们观察到,对于纠缠系统,其对外加磁场的灵敏度有9.4倍的量子增强,并且表明与普遍存在量子比特损失的方法相比,这种基于自旋的方法可以很好地扩展。这一结果展示了一种实用量子场传感技术的方法。

相似文献

1
Magnetic field sensing beyond the standard quantum limit using 10-spin NOON states.利用10自旋NOON态实现超越标准量子极限的磁场传感。
Science. 2009 May 29;324(5931):1166-8. doi: 10.1126/science.1170730. Epub 2009 Apr 23.
2
Tuning molecular orbitals in molecular electronics and spintronics.在分子电子学和自旋电子学中调谐分子轨道。
Acc Chem Res. 2010 Jan 19;43(1):111-20. doi: 10.1021/ar900156u.
3
Experimental one-way quantum computing.实验性单向量子计算。
Nature. 2005 Mar 10;434(7030):169-76. doi: 10.1038/nature03347.
4
Quantum oscillations in a molecular magnet.分子磁体中的量子振荡。
Nature. 2008 May 8;453(7192):203-6. doi: 10.1038/nature06962.
5
Entanglement-free Heisenberg-limited phase estimation.无纠缠海森堡极限相位估计。
Nature. 2007 Nov 15;450(7168):393-6. doi: 10.1038/nature06257.
6
Generation of Fock states in a superconducting quantum circuit.在超导量子电路中产生福克态。
Nature. 2008 Jul 17;454(7202):310-4. doi: 10.1038/nature07136.
7
Creation of a six-atom 'Schrödinger cat' state.六原子“薛定谔猫”态的创建。
Nature. 2005 Dec 1;438(7068):639-42. doi: 10.1038/nature04251.
8
Nanoscale magnetic sensing with an individual electronic spin in diamond.利用金刚石中的单个电子自旋进行纳米级磁传感。
Nature. 2008 Oct 2;455(7213):644-7. doi: 10.1038/nature07279.
9
Controlled multiple quantum coherences of nuclear spins in a nanometre-scale device.纳米级器件中核自旋的可控多量子相干
Nature. 2005 Apr 21;434(7036):1001-5. doi: 10.1038/nature03456.
10
Quantum phase transition of a magnet in a spin bath.自旋浴中磁体的量子相变。
Science. 2005 Apr 15;308(5720):389-92. doi: 10.1126/science.1108317.

引用本文的文献

1
Factorization dynamics between quantum Fisher information and quantum coherence.量子费舍尔信息与量子相干之间的因式分解动力学
Sci Adv. 2025 Jul 4;11(27):eadv8132. doi: 10.1126/sciadv.adv8132. Epub 2025 Jul 2.
2
Beating the Ramsey limit on sensing with deterministic qubit control.通过确定性量子比特控制突破传感中的拉姆齐极限。
Nat Commun. 2025 Apr 29;16(1):3754. doi: 10.1038/s41467-025-58947-4.
3
Quantum correlations and parameter estimation for two superconducting qubits interacting with a quantized field.两个与量子化场相互作用的超导量子比特的量子关联与参数估计。
Sci Rep. 2024 Nov 5;14(1):26846. doi: 10.1038/s41598-024-62894-3.
4
Multi-qubit gates and Schrödinger cat states in an optical clock.光学钟中的多量子比特门和薛定谔猫态
Nature. 2024 Oct;634(8033):315-320. doi: 10.1038/s41586-024-07913-z. Epub 2024 Oct 9.
5
Optimal metrology with programmable quantum sensors.可编程量子传感器的最优计量学。
Nature. 2022 Mar;603(7902):604-609. doi: 10.1038/s41586-022-04435-4. Epub 2022 Mar 23.
6
Multidimensional four-wave mixing signals detected by quantum squeezed light.量子压缩光探测到的多维四波混频信号。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2021 Aug 17;118(33). doi: 10.1073/pnas.2105601118.
7
A Molecular Approach to Quantum Sensing.量子传感的分子方法。
ACS Cent Sci. 2021 May 26;7(5):712-723. doi: 10.1021/acscentsci.0c00737. Epub 2021 Apr 20.
8
Hybrid quantum-classical approach to enhanced quantum metrology.用于增强量子计量学的混合量子-经典方法。
Sci Rep. 2021 Jan 12;11(1):672. doi: 10.1038/s41598-020-80070-1.
9
Ultra-high dynamic range quantum measurement retaining its sensitivity.超高动态范围量子测量保持其灵敏度。
Nat Commun. 2021 Jan 12;12(1):306. doi: 10.1038/s41467-020-20561-x.
10
Dynamical coupling between a nuclear spin ensemble and electromechanical phonons.核自旋系综与机电声子的动力学耦合。
Nat Commun. 2018 Aug 28;9(1):2993. doi: 10.1038/s41467-018-05463-3.