Entanglement-enhanced sensing using a chain of qubits with always-on nearest-neighbor interactions
量子精密测量是利用真正的量子特性，如纠缠作为一种资源，以优于经典的传感策略。通常，纠缠是通过实施门操作或诱导多体相互作用来产生的。然而，采用这些方法的现有传感方案需要对探针系统进行精确控制，例如打开和关闭量子位之间的相互作用，这对于实际应用来说可能具有挑战性。在这里，我们提出了一个纠缠增强的传感方案，量子比特之间的一个始终在线的最近邻相互作用。我们采用横场伊辛链作为探测系统，利用所谓的量子多米诺动力学产生纠缠态。除了我们的方案可以在不控制相互作用的情况下实现的优点之外，它只需要系统的初始化，对单个量子比特的投影测量以及对均匀磁场的控制。即使在真实的退相干作用下，我们也可以获得超出标准量子极限的灵敏度。
2021-06-09 quant-ph
Mechanical Squeezed-Fock Qubit: Towards Quantum Weak-Force Sensing
Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；Lanzhou University（兰州大学）
本文提出利用参数驱动非线性机械振子中的 squeezed Fock 状态来增强机械量子比特的非线性与非谐振性，从而实现更灵敏的弱力传感。
2025-08-05 quant-ph
Qubit Noise Sensing via Induced Photon Loss in a Superconducting Cavity
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
本文提出利用超导谐振腔诱导的光子损失测量量子比特频率噪声，通过中电路测量和后选择分离诱导损失，验证了该方法在强驱动下的噪声表征能力。
2026-10-06 quant-ph
Quantum sensing with tunable superconducting qubits: optimization and speed-up
本文基于可调谐 transmon 量子比特与 Kitaev 相位估计算法优化外磁通量子传感，给出最优偏置点并比较多体纠缠态，实现 10^{-8}·Φ_0 精度及约 1/t 的加速标度。
2024-03-04 quant-ph
Qubit readout and quantum sensing with pulses of quantum radiation
通过与探测场的相互作用，可以研究关于量子系统的不同假设，例如量子比特的逻辑状态或物理相互作用参数的值。这样的场可以在特别敏感的量子态中制备，并且我们可以使用量子轨迹来模拟随机测量记录和量子系统状态的条件演化，该量子系统受到其与行进辐射脉冲的相互作用。我们的分析适用于不同的测量策略和任意输入的探测场脉冲的量子态，因此它允许直接比较它们的优势。
2022-07-05 quant-ph
Parity-time-symmetric two-qubit system: entanglement and sensing
本文研究PT对称伊辛型双量子比特系统，揭示例外点处纠缠动力学与传感灵敏度的显著增强，并提出量子相干测量见证例外点。
2023-05-30 quant-ph
Utilizing encoding time as a resource to enhance quantum sensing by probe qubit dephasing
研究了杂质量子比特浸没在准二维偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中的系统，通过探测量子比特退相干估计偶极-偶极相互作用强度，发现长编码时间可增强传感精度，为提高退相干量子比特的传感精度提供新途径。
2024-11-29 quant-ph
Surveying optically addressable spin qubits for quantum information and sensing technology
Imperial College London（帝国理工学院）
本文综述了可光调控的自旋量子比特，分析了其在量子信息与传感技术中的应用潜力及材料特性对量子比特寿命的影响。
2026-01-10 quant-ph
Improved sensing with a single qubit
我们考虑量子精密测量与任意先验知识的参数。我们证明，一个单一的传感两级系统可以作为一个虚拟的多级系统，提供了更高的灵敏度在贝叶斯，单发，计量方案，并允许一个估计（任意）大参数值，避免相位缠绕。这是通过利用额外的自由度或不参与感测过程的辅助系统来实现的。通过中间控制操作以这样的方式操纵联合系统，即生成具有任意频谱的有效哈密顿量，其模仿与场相互作用的多级系统的频谱。我们展示了如何使用一个单一的被困离子的额外的内部自由度，以实现一个高灵敏度的磁场传感器的字段与任意事先。
2016-08-12 quant-ph
Experimental quantum compressed sensing for a seven-qubit system
随着系统尺寸的增加，控制良好的量子设备面临着阻碍量子技术进一步发展的新障碍：量子断层扫描的努力-量子设备内过程和状态的表征-不利地扩展到最先进的系统无法再被处理的程度。量子压缩感知通过从不完整的可观测量集合重建状态来缓解这个问题。在这项工作中，我们提出了一个实验性的实施压缩断层扫描的7量子位系统-最大规模的实现日期-我们引入新的数值方法，以规模重建到这个维度。最初，压缩感知已经被提倡用于具有很少非零特征值的密度矩阵。在这里，我们认为，压缩感知提供的低秩估计可以是适当的，即使在一般情况下。原因是统计噪声通常只允许可靠地重建主要的本征向量：我们发现，其余的本征向量的行为方式与随机矩阵模型一致，该模型不携带关于真实状态的信息。我们报告了一个重建的量子态从拓扑色码的7个量子位，准备在一个被困的离子架构，基于断层扫描不完整的数据，涉及127泡利基础测量设置，重复100次。
2016-08-07 quant-ph
Estimation of a sparse multi-qubit Hamiltonian via compressed sensing
State Key Laboratory of Mathematical Sciences, Academy of Mathematics and Systems Science, Chinese Academy of Sciences（中国科学院数学与系统科学研究院）；School of Mathematical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学数学科学学院）；College of Electronic and Information Engineering, Tongji University（同济大学电子与信息工程学院）；Shanghai Research Institute for Intelligent Autonomous Systems, Tongji University（同济大学上海智能无人驾驶系统研究院）；Institute for Advanced Study, Tongji University（同济大学高等研究院）；Department of Electrical and Electronic Engineering, University of Melbourne（墨尔本大学电气与电子工程系）；Laboratory of Quantum Information, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学量子信息实验室）；CAS Center For Excellence in Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学中科院量子信息与量子物理卓越创新中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
研究多量子比特系统哈密顿量估计问题，基于压缩感知方法，针对其常见充分条件在N增大时失效的问题，提出“尺度变换”技术，仅用O(klog(4^N/k))个方程实现k稀疏哈密顿量的压缩估计。
2026-07-07 quant-ph
Optimal control for one-qubit quantum sensing
量子系统可以成为精致的传感器，这要归功于它们对外部扰动的敏感性。同样的特性也使它们对外部噪音很脆弱。量子控制可以解决保护量子传感器免受环境噪声影响的挑战，同时将它们与待测量的目标场保持强耦合。由于这两个相互冲突的要求之间的折衷并不总是有一个直观的解决方案，基于数值搜索的最优控制可以证明是非常有效的。在这里，我们适应最优控制理论的量子传感的情况下，通过引入一个成本函数，不同于通常的保真度的操作，正确地考虑到未知的领域进行测量和环境噪声。我们通过实验实现这种新的控制模式，使用氮空位中心的钻石，发现改善的灵敏度，广泛的时变字段。数值优化的鲁棒性和效率，以及它赋予的灵敏度，将证明有益于许多量子传感应用。
2017-12-21 quant-ph
Rare-Event Quantum Sensing using Logical Qubits
University of Innsbruck（因斯布鲁克大学）；Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of Colorado（科罗拉多大学）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）
该研究提出利用逻辑量子比特通过高阶相关性区分稀有信号与噪声，提升噪声环境下的传感灵敏度。
2026-01-07 quant-ph
Full Qubit Control in the NV$^-$ Ground State for Low Field or High Frequency Sensing
提出一种在金刚石 NV$^-$ 缺陷基态实现快速任意量子比特门的方案，通过推导完整理论框架并确定幺正变换，实现了对双量子跃迁的快速控制，并验证了其对脉冲定时误差及未知电场或应变场的鲁棒性。
2024-07-24 quant-ph
Dissipation-based Quantum Sensing of Magnons with a Superconducting Qubit
混合量子器件扩展了各种领域中可用于量子传感的工具和技术。在这里，我们实验证明量子传感的稳态磁振子人口的静磁模式的亚铁磁晶体。将静磁模式色散耦合到超导量子位允许使用具有大约$10^{-3}$ $\text{magnons}/\sqrt{\text{Hz}}$的灵敏度的拉姆齐干涉法来检测磁振子。该协议基于耗散，因为经由静磁模式中的波动的移相与磁振子的数量成比例地降低了量子比特相干性。
2020-05-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Neuronal Sensing of Quantum Many-Body States on a 61-Qubit Programmable Superconducting Processor
提出量子神经元感知方法，在61量子比特超导处理器上仅测量一个量子比特即可分类多体态的遍历相与局域化相，展示了可行性与可扩展性。
2022-11-21 quant-ph
Enhanced quantum sensing with multi-level structures of trapped ions
我们提出了一种检测交流磁场的方法。该方法是基于一个强大的量子比特的应用程序的连续驱动领域的建设。具体地，驱动场的磁噪声和功率波动不在鲁棒量子比特子空间内操作，因此，实现了对外部和控制器噪声的鲁棒性。我们考虑通过偶极跃迁基于捕获离子的实现，这与几种类型的离子有关，例如$^{40}{\rm{Ca}}^{+}$、$^{88}{\rm{Sr}}^{+}$和$^{138}{\rm{Ba}}^{+}$离子。考虑到实验误差，我们得出结论，与裸态的相干时间相比，鲁棒量子比特的相干时间可以提高高达$\sim 4$数量级。我们展示了如何利用强大的量子比特来检测交流磁场，从而提高$\sim 2$的灵敏度。此外，我们提出了一种基于微波的传感方案，适用于具有超精细结构的离子，如$^{9}{\rm{Be}}^{+}$、$^{25}{\rm{Mg}}^{+}$、$^{43}{\rm{Ca}}^{+}$、$^{87}{\rm{Sr}}^{+}$、$^{137}{\rm{Ba}}^{+}$、$^{111}{\rm{Cd}}^{+}$、$^{171}{\rm{Yb}}^{+}$和$^{199}{\rm{Hg}}^{+}$离子。该方案使得能够在GHz水平上增强对高频场的感测。
2017-07-12 quant-ph
Sensing high-frequency ac fields via a two-qubit sensor
针对高频场下单量子比特传感因脉冲间隔短导致误差大的问题，提出基于双相互作用量子比特、通过测量相互作用强度变化传感高频场的方案，量化了精度并给出噪声抑制方法。
2025-10-30 quant-ph
The non-vanishing effect of detuning errors in dynamical decoupling based quantum sensing experiments
当与目标核自旋的进动同步地应用动态解耦（DD）时，探测量子比特的相干迹线中出现特征性下降，从而形成纳米级核磁共振（NMR）的基础。微波控制脉冲的频率被选择为匹配量子位跃迁，但是这可能由于实验误差、量子位固有的超精细耦合或不均匀加宽而与谐振失谐。失谐作为一个额外的静态场，通常被认为是完全消除哈恩回波和DD实验。在这里，我们证明，这是不是在有限的脉冲持续时间的存在下，失谐可以大大改变探测量子比特的相干响应的情况下，与传感应用的重要影响。利用金刚石中氮空位中心的电子自旋作为测试量子比特系统，在有限脉冲宽度和静态失谐条件下，分析和实验研究了CPMG和XY8动态解耦控制方案下的量子比特相干响应.最引人注目的是在CPMG下NMR共振的分裂，而在XY8下NMR信号的振幅被调制。我们的工作表明，从量子传感器相干迹线中提取数据时，失谐误差是不可忽略的。
2019-03-08 quant-ph
Quantum sensing in the fractional Fourier domain
本文提出在分数傅里叶域进行量子传感的广义脉冲序列，并利用氮-空位中心系综实验验证了其在传感时变频谱信号上的优势。
2024-05-06 quant-ph
Antisymmetry-breaking-coupling-enhanced sensing of quantum reservoirs
本研究利用打破反对称耦合的广义退相位量子比特传感量子库，发现耦合破缺新增相位因子编码通道，通过最优测量使精度达QSNR理论极限，在估计原子BEC的s波散射长度时相位诱导QSNR显著提升，为超灵敏量子库传感提供新方法。
2024-11-29 quant-ph
Compressed sensing quantum process tomography for superconducting quantum gates
我们采用压缩感知（CS）量子过程层析（QPT）方法来表征基于超导Xmon和相位量子比特的量子门。使用两个量子比特控制Z门的实验数据，我们得到了一个估计的过程矩阵$χ$与充分的QPT相比，具有相当高的保真度，但使用显着减少的初始状态和测量配置。我们表明，CS方法仍然工作时，所使用的数据量是如此之小，标准的QPT将有一个欠定系统的方程。我们还将CS方法应用于分析具有数值增加的噪声的三量子比特Toffoli门，并且同样表明该方法对于大幅减少的数据集效果良好。对于CS计算，我们使用两个不同的基地，其中的过程矩阵$χ$是近似稀疏的，并显示所得到的估计的过程矩阵相匹配的每一个具有合理的高保真度。对于两个量子比特和三个量子比特门，我们不仅通过其过程矩阵和保真度来表征量子过程，而且还通过相应的标准差来表征，标准差通过不同初始状态的状态保真度的变化来定义。
2014-07-03 quant-ph
Quantum sensing composite excitations in an anisotropic ferromagnet via a qubit
Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau（莱茵兰-普法尔茨技术大学凯泽斯劳滕-兰道）
本文理论发展量子比特光谱技术，可探测铁磁体的量子压缩磁振子态叠加，分析了多压缩福克态叠加激发态的探测难点及低振幅相干压缩磁振子态的权衡关系，为相关探测提供基础与设计方程。
2026-08-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optimized mitigation of random-telegraph-noise dephasing by spectator-qubit sensing and control
旁观者量子比特（SQs）是一种减轻难以访问的数据量子比特中的噪声的工具。SQ被设计成对噪声更加敏感，经常被测量，并且累积的结果很少用于校正数据量子位。对于硬件相关的例子，从随机电报噪声的移相，我们引入了贝叶斯方法，采用复杂的线性映射，从而导致一个可扩展的最佳自适应测量和控制协议。退相干速率的抑制是SQ灵敏度的二次函数，这表明SQ范式在正确的机制下任意地工作良好。
2023-03-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement Enhanced Sensing with Qubits affected by non-Markovian Dephasing
University of Copenhagen（哥本哈根大学）；The Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）
研究探讨了在存在非马尔可夫去相位噪声下，纠缠量子比特在Ramsey谱学中的传感灵敏度提升机制，证明纠缠态在噪声相关性下具有更好的灵敏度扩展特性。
2026-10-20 quant-ph
Quantum sensing in the presence of pulse errors and qubit leakage
通过模拟与实验，研究动态解耦序列对脉冲误差和量子比特泄漏的鲁棒性，发现不同序列在敏感性上存在数量级差异，且量子传感受脉冲误差影响与相干时间不同。
2025-09-11 physics.atom-ph quant-ph
Magnetic field sensing with quantum error detection under the effect of energy relaxation
固态自旋是一种很有吸引力的系统，利用它可以实现超灵敏磁场传感器。一个自旋叠加态将获得一个由目标场诱导的相位，我们可以从这个相位估计场强。最近的研究旨在通过使用量子纠错（QEC）来检测和校正在感测时段期间可能发生的任何位翻转错误来提高灵敏度。在这里，我们研究了一个双量子比特传感器的性能，采用QEC和能量弛豫的影响下。令人惊讶的是，我们发现，与单量子位传感器相比，标准QEC技术检测和从错误中恢复并没有提高灵敏度。这是能量弛豫引起相位翻转和比特翻转噪声的事实的结果，其中前一种噪声不能与从目标场引起的相对相位区分开。然而，我们发现，如果我们采用后选择丢弃的状态时，检测到错误，我们可以提高灵敏度。即使当量子错误检测是适度的噪声，并考虑到成本的后选择技术，我们发现，这种双量子位系统显示出在相同条件下的单量子位的传感优势。
2016-11-30 quant-ph
Beating the Ramsey limit on sensing with deterministic qubit control
本文提出一种利用连续驱动稳定 Bloch 矢量分量的协议，在退相干条件下提升量子比特频率测量灵敏度，并在超导量子比特上实现比标准 Ramsey 干涉测量更高的信噪比，无需反馈或额外资源。
2024-08-28 quant-ph
Single-qubit probes for temperature estimation in the presence of collective baths
本文研究双量子比特耦合公共与局域热库时的单比特温度估计，揭示集体效应和冷局域热库对精度的增强，并提出借助公共热库及集体 Lamb 位移实现远程测温的方案。
2025-06-03 quant-ph
Quantum entanglement enables single-shot trajectory sensing for weakly interacting particles
本文证明量子纠缠可显著降低完美轨迹区分所需的粒子-量子比特相互作用强度阈值，使纠缠传感器在单次测量中以零错误感知弱相互作用粒子轨迹，而非纠缠传感器需Θ(log(1/ε))次重复，并在高斯激光脉冲等现实场景中验证了纠缠的增强作用。
2024-10-08 quant-ph
Sensing dot with high output swing for scalable baseband readout of spin qubits
针对半导体自旋量子比特读出中电荷传感器输出摆幅受限的问题，提出漏极与传感点高度解耦的非对称传感点设计，将输出摆幅提升至3mV，为低功耗近邻读出放大器的应用奠定基础。
2023-05-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fault-Tolerant Heisenberg-Limited Quantum Sensing
Joint Quantum Institute, NIST/University of Maryland（马里兰大学与NIST联合量子研究所）；Joint Center for Quantum Information and Computer Science, NIST/University of Maryland（马里兰大学与NIST联合量子信息与计算机科学中心）
该研究将容错量子计算理念引入量子传感，针对特定量子比特噪声模型，证明采用$N$量子比特重复码可在更长传感时间下实现海森堡标度，提升了量子传感的容错性能。
2026-08-04 quant-ph
Enhanced quantum sensing mediated by a cavity in open systems
Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；Infleqtion, Inc.（英弗莱克申公司）；University of Chicago（芝加哥大学）；IISER Thiruvananthapuram（印度科学教育与研究所特瓦拉纳普拉姆分校）；Center for Nanoscale Materials, Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室纳米材料中心）
研究开放系统中qubit与腔体耦合的动力学，探讨其在量子计量中的潜力，分析不同耦合强度下量子 Fisher 信息与qubit-腔体耦合的估计精度随qubit数量和初始态变化的标度关系。
2026-03-18 quant-ph
Qubit Sensing: A New Attack Model for Multi-programming Quantum Computing
有噪声的量子计算机遭受读出或测量误差。这是一个经典的位翻转错误，由于状态“1”被读出为“0”，反之亦然。读出错误的概率显示出状态依赖性，即，状态“1”的翻转概率可不同于状态“0”的翻转概率。此外，概率显示了量子比特之间的相关性。当两个程序在同一台量子计算机上同时运行时，这些状态相关的错误概率在对手输出上引入了受害者输出的签名。这可以被利用来检测可能包含敏感信息的受害者输出。在本文中，我们系统地表明，这种读出错误相关的签名存在，对手可以使用这样的签名来推断用户输出。我们在3台公共IBM量子计算机上进行了实验验证。使用詹森-香农距离（JSD）的统计推断的措施，我们表明，我们的方法确定受害者输出的准确性为96%的真实硬件。我们还提出了随机输出翻转作为一个轻量级的，但有效的对策，以挫败这种信息泄漏攻击。我们的分析表明，该对策在保真度方面会产生0.05%的轻微惩罚。
2021-04-13 quant-ph
A Pulsed Live-Cell Quantum Microscope for Entangled Solid State and Biological Qubits
University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）；Texas A&M University（德克萨斯农工大学）
研究将生物量子比特与固态自旋基量子比特结合于同一显微镜平台，通过脉冲量子显微镜实现对活细胞中两种量子比特的量子态同时操纵，为活细胞量子传感带来新机遇。
2026-07-07 quant-ph
Beyond Qubits: Multilevel Quantum Sensing for Dark Matter
本研究提出通用三能级量子比特传感框架，实现量子Fisher信息四倍、灵敏度两倍提升，将超轻暗物质轴子-电子耦合探测范围提升一个数量级，为新物理探测提供有力工具。
2025-10-22 cond-mat.mes-hall hep-ex hep-ph
Influence of dynamical decoupling sequences with finite-width pulses on quantum sensing for AC magnetometry
具有多个脉冲的动态解耦序列可以被认为表现出量子比特叠加态的时间演化的滤波函数。它们有助于改善相干时间和量子位相位积累，由于时变场，因此可以实现高频率分辨率光谱学。这样的行为在基于量子位的针对诸如磁场的各种外部场的高灵敏度检测中找到有用的应用。因此，去耦序列是量子传感不可或缺的工具。在这项研究中，我们的实验和理论研究的影响，有限宽度的脉冲序列的交流磁力利用氮空位中心的同位素控制的金刚石。我们发现，有限的脉冲宽度导致的偏差的最佳时间，以获得最大的相位积累，由于传感领域从预期的过滤器功能忽略脉冲宽度，即使宽度是相当短的时间周期的传感领域。此外，我们的实验表明，偏差可以通过适当的时间-频率转换进行校正。研究结果为多脉冲序列量子传感中精确检测频率和线宽的交流场提供了指导。
2018-07-03 quant-ph
Electric and Magnetic Field Nano-Sensing Using a New, Atomic-like Qubit in a Carbon Nanotube
量子传感技术已经成功地推动了许多领域的灵敏度极限，并为研究纳米尺度器件和新材料的扫描探针带来了巨大的希望。然而，形成一个纳米级的量子比特，它足够简单和坚固，可以放置在扫描尖端上，并且足够灵敏，可以检测各种物理观测值，仍然是一个巨大的挑战。在这里，我们展示了一个概念上的新量子位实现在碳纳米管，实现这些要求。与在双量子点中使用电子态的主流半导体量子比特相比，我们的量子比特利用了单个量子点中的自然电子波函数。使用超净纳米管，我们从具有显著不同的磁矩和空间电荷分布的两个波函数构建量子比特，使其对磁场和电场都敏感。我们使用一系列的门直接成像这些波函数，并证明其本地化的时刻。由于它们不同的空间结构，这些波函数也表现出完全不同的输运性质，给了我们一个简单的基于输运的量子比特读出机制。由于其窄的相干限制跃迁，量子比特表现出比单电子晶体管明显更好的电场检测灵敏度。此外，用相同的量子位，我们证明了直流灵敏度与NV中心的磁场的同时探测。我们的技术对器件复杂性的要求最低，可以使用许多简单的制造方法来实现。这些特性使这种类似原子的量子位成为一种强大的新工具，可以实现各种新的纳米级成像实验。
2019-08-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
High dynamic-range quantum sensing of magnons and their dynamics using a superconducting qubit
本研究利用超导量子比特在约2000个激发范围内探测铁磁体中的磁振子，通过量子比特控制与参数诱导的相互作用实现了少激发敏感探测与衰减分辨，将量子电路确立为高动态范围磁振子探针。
2024-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Quantum computational sensing using quantum signal processing, quantum neural networks, and Hamiltonian engineering
本文提出将量子信号处理与量子神经网络用于量子计算感知，通过感知与计算操作交错实现非线性信号处理，在静态与时变信号分类任务中展示出仅需单次测量即可超越传统量子传感器的准确率优势。
2025-07-21 quant-ph
Quantum sensing enhanced by adaptive periodic quantum control
使用单个量子探针来感测其他量子对象提供了明显的优势，但受到一些限制，这些限制可能会严重降低感测精度，特别是当探针-目标耦合较弱时。在这里，我们提出了一种策略，以提高传感精度，通过使用量子探针工程的目标的演变。我们考虑了一个精确可解的模型，在这个模型中，一个量子比特被用作探测谐振子频率的探针。通过对量子比特施加自适应周期量子控制，可以将传感精度从总时间成本为T的1/T尺度提高到1/T^{2}尺度，从而将精度提高了几个数量级。这种改进可以在没有任何直接接近振荡器的情况下实现，并且改进随着探针-目标耦合的减小而增加。这为弱耦合量子物体的超灵敏量子传感提供了一种有用的方法。
2018-07-07 quant-ph
Nanoscale Sensing and Quantum Coherence
小的固态量子比特，最突出的是固体中的单自旋，可以是从磁场到温度的各种物理量的显着传感器。他们将大块半导体的性能封装到纳米级器件中，有时小到单个原子。这篇评论是对这一概念的最低限度的介绍。它给出了一个简短的总结量子相干性，拉姆齐光谱和推导的“标准量子极限”的灵敏度，一个单量子比特传感器可以达到。它接着讨论了令人惊讶的改进，动态解耦带来了，并得出结论，展望该领域的主要前沿。
2019-06-11 quant-ph
Passive detection of Schwinger boson dynamics via a qubit
本研究提出一种transmon量子比特与微波十字谐振器耦合的集成光子器件，利用量子比特的双重作用实现非接触式高灵敏度的材料时间反演破缺序探测，为研究难接触的关联量子材料提供新途径。
2025-09-30 quant-ph
Narrowband composite two-qubit phase gates
我们提出了一种方法来构建复合双量子位门与窄带配置文件的自旋-自旋耦合。复合序列对自旋-自旋耦合的幅度和持续时间的变化具有选择性，并且可以用于具有大大减少的串扰的高选择性量子位寻址、量子逻辑光谱学和量子传感。
2022-06-28 quant-ph
Quantum estimation and remote charge sensing with a hole-spin qubit in silicon
本文研究硅中空穴自旋量子比特作为量子传感器用于远程电荷探测与距离估计，通过多带Luttinger-Kohn哈密顿量比较了单双量子点、基态与非平衡态及Rabi/Ramsey测量的性能，并推导了Fisher信息的解析表达式。
2023-10-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum computational displacement sensing
Cornell University（康奈尔大学）；NTT Research, Inc.（日本电报电话研究院）；HRL Laboratories（HRL实验室）；Yale University（耶鲁大学）
本文提出利用量子计算进行位移传感，通过超导电路中的量子比特与振荡器耦合，实现二分类任务的位移预测，实验表明量子计算可提升分类精度。
2026-08-19 quant-ph
Dispersive Microwave Sensing for Quantum Computing with Floating Electrons
本研究开发了低温微波源和基于谐振器的读出技术，用于在低温基板上实现漂浮电子作为量子比特的测量。
2026-01-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Computational Electromagnetics Meets Spin Qubits: Controlling Noise Effects in Quantum Sensing and Computing
针对自旋量子比特器件中低频近场电磁涨落噪声难以控制的问题，研究人员借助基于体积分方程的快速精确求解器，提出量子计算电磁学框架，拓展了计算电磁学的应用场景，为提升相关量子器件性能提供了新路径。
2024-09-17 physics.comp-ph physics.optics quant-ph
Mapping a 50-spin-qubit network through correlated sensing
针对自旋网络规模受限于光谱分辨率的问题，本文利用金刚石单氮-空位中心和高分辨率相关传感方案，开发级联双共振序列映射了50个耦合自旋网络，为量子模拟和纳米尺度成像提供了新机遇。
2024-07-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fully robust qubit in atomic and molecular three-level systems
提出了一种在三能级系统中构造完全鲁棒量子比特的新方法。通过连续驱动场的应用，实现了对外部和控制器噪声的鲁棒性。具体地，磁噪声和功率波动不在鲁棒量子比特子空间内操作。尽管到目前为止，所有基于连续驱动的这种完全鲁棒量子比特的构造都需要至少四个能级，但我们证明了实际上只需要三个能级。这为在许多由微波或光场控制的原子和固态系统中简单构造完全鲁棒的量子位铺平了道路。我们以金刚石的NV心为研究对象，利用金刚石基态的电子自旋子能级，分析了该方案的实现。在目前最先进的实验装置中，该方案导致相干时间提高了两个以上的数量级，将其推向寿命极限。我们展示了如何完全鲁棒的量子比特可以用来实现量子传感，特别是高频信号的传感。
2016-12-20 quant-ph
Capacitive crosstalk in gate-based dispersive sensing of spin qubits
本文研究了硅双量子点器件中栅极色散读出时由电容耦合引起的射频串扰，通过高Q值NbN谐振器量化了串扰对量子比特操作的影响，并提出将量子比特频率设置低于谐振器频率以抑制串扰。
2023-09-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optimal quantum metrology protocols with erasure qubits
Racah Institute of Physics, The Hebrew University of Jerusalem（拉卡物理研究所，耶路撒冷希伯来大学）
本文提出了一种利用量子纠错和简单连续检测策略，提升单量子比特信号在擦除噪声下的测量精度的方法，并展示了其在能量间隙估计中的优势。
2026-10-14 quant-ph
Quantum-enhanced sensing of photonic modes with cat states
本文探讨利用玻色子模式的高维希尔伯特空间实现硬件高效的量子增强传感，以猫态为例，展示了其在量子计量中的优势。
2025-03-30 quant-ph
Fast charge noise sensing using a spectator valley state in a singlet-triplet qubit
本文提出利用硅单重态-三重态量子比特中激发谷态作为旁观者自由度，通过色散读出谐振器实现对电荷噪声引起的交换涨落的实时快速检测，为量子操作的反馈与前馈控制提供新途径。
2025-07-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
