中国科大完成宇称-工夫对称加强型量子传感器

中国科大郭光灿院士团队在量子传感和宇称-时间（PT）对称体系的试验研究中取得紧张希望。该团队李传锋、唐建顺研究组初次实现了PT对称加强型量子传感器，其敏锐度比传统量子传感器进步了8.86倍。该研究结果2020年12月10日颁发在国际着名期刊《物理批评快报》上。

PT对称理论是为了扩展量子力学而进展起来的，但它起首在经典物理体系中取得了庞大的乐成，它有很多违背直觉的征象和惹人注目标应用，包罗单向光传输、无线能量传输、PT对称加强的传感器等。一个很天然的题目是可否在量子体系中实现这些征象和应用，尤其是可否使用PT对称来加强量子传感器的敏锐度？理论研究评释这是可行的，难点在于构建破缺的量子PT对称体系。

在前期事情中，李传锋、唐建顺研究组已经使用量子开放体系[Nature Photonics 10, 642(2016)]和非厄米量子规律门[Phy. Rev. Lett. 124, 230402 (2020)]构建出了量子PT对称体系。

在这项事情中，研究组结构了一个弱丈量帮助的量子PT对称体系。使用弱丈量的弱值直接丈量包罗实部和虚部在内的体系的全部能谱，而且该体系可以有用地从非对称破缺地区过渡到对称破缺地区。基于该体系，研究组初次实现了PT对称加强型量子传感器，并研究了与进步敏锐度的最佳条件相干的种种特性。试验效果评释，将事情点设置在PT对称体系的破缺奇怪点，则这种量子传感器的敏锐度相较于传统的量子传感器进步了8.86倍。别的，通太过别检测能量劈裂的实部和虚部，还可以得到扰动偏向的信息。

（a）宇称-时间加强型量子传感器事情道理图；（b）试验布局图

审稿人对该事情赐与了高度评价：“The experiment is very interesting and highly relevant. A very high impact to the field of non-Hermitian physics and PT-symmetry can be expected（这是一个非常有味且故意义的试验，对非厄米物理和宇称-时间对称性范畴有着非常大的影响）”。“This is a major step forward since a true quantum sensor operated at an EP is shown to work. This is definitely of broad interest（这是一个庞大的前进，由于这个事情证明了一个运行在奇怪点的真正的量子传感器是可以实现的。这肯定具有遍及兴趣）”。这项事情向非厄米量子传感器技能迈进了一大步，也为将有味的经典PT对称征象及其应用引入量子范畴提供了范本。

论文链接：http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.125.240506

（本文转自中国科大官网）