1月6日，物理學(xué)院量子傳感與量子信息實驗室蔡建明教授團隊以“Dynamic framework for criticality-enhanced quantum sensing”為題在《物理評論快報》（Physical Review Letters）發(fā)表研究論文，提出一種量子臨界動力學(xué)增強的量子傳感新方法。物理學(xué)院2017級博士生儲耀明為文章第一作者，2019級博士生余柏奕對本文有重要貢獻(xiàn)，蔡建明教授、張少良副教授為論文的通訊作者。 o[}Dj6e\t  
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發(fā)展基于量子資源的量子傳感與精密測量在現(xiàn)實世界有著極富前景的應(yīng)用，比如精確計時、引力波探測、高分辨率檢測等，如何利用量子資源突破標(biāo)準(zhǔn)量子極限測量精度則是這一領(lǐng)域的關(guān)鍵科學(xué)問題�；�于多體量子糾纏的量子傳感能突破標(biāo)準(zhǔn)量子極限（測量精度正比于1/sqrt(N), N為用于測量的粒子數(shù)，如光子、原子、自旋的數(shù)目），實現(xiàn)海森堡極限精度的測量（測量精度正比于1/N，遠(yuǎn)高于經(jīng)典測量方法），然而在實驗上制備多粒子糾纏態(tài)常常面臨著較大的挑戰(zhàn)。因而，發(fā)展能達(dá)到海森堡極限測量精度且在實驗上易于實現(xiàn)的量子傳感新方法，便具有重要的意義。 Z'>UR.g  
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在量子臨界點附近，體系的序參量通常具有發(fā)散的極化率，相鄰量子基態(tài)的可區(qū)分性也被明顯增強，可利用量子臨界效應(yīng)實現(xiàn)海森堡極限精度的測量。然而，臨界點附近的量子基態(tài)高度復(fù)雜且難以直接制備，量子絕熱演化方案需要耗費大量時間，因此這一方法依然面臨極大的挑戰(zhàn)。 /Jc{aw  
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針對上述困難，物理學(xué)院蔡建明教授團隊通過設(shè)計量子體系哈密頓量特定的對易條件，發(fā)現(xiàn)一類相變在整個能譜發(fā)生的量子體系，進(jìn)而保證體系呈現(xiàn)出來的量子臨界動力學(xué)效應(yīng)不再依賴于量子基態(tài)。研究表明，當(dāng)哈密頓量處于量子臨界點附近時，體系從任意的量子初態(tài)開始演化，都能夠展示出對待測物理參數(shù)高度敏感的量子臨界動力學(xué)行為。從而，針對待測物理參數(shù)進(jìn)行測量的量子費舍信息（Quantum Fisher Information）在臨界點附近發(fā)散，相應(yīng)的測量精度可以被顯著地提高。 8'L:D  
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