“卓粤量子沙龙” | 第八十期:光和原子量子系统的噪声抑制
11月26日上午,研究院党委在 518 报告厅成功举办了第80期卓粤量子沙龙。本次活动特邀华东师范大学物理与电子科学学院的陈丽清教授,为在场师生带来了一场题为“光和原子量子系统噪声抑制技术实验研究”的精彩报告。活动由陈洁菲副教授主持。
陈丽清教授首先从量子信息和量子精密测量领域的最新研究进展出发,详细阐述了光子和原子在磁场测量、量子信息存储以及微小位移测量等技术应用中的优势与挑战。她特别指出,噪声问题是限制量子系统实际应用的一个主要障碍。针对这一挑战,她的团队基于光子和原子系统,开发了一系列创新的噪声抑制技术。

在报告中,陈教授介绍了其团队如何利用7dB的双模光场在热原子系统中构建量子梯度计,该系统不仅消除了环境中的共模噪声,还抑制了光场散射噪声。研究结果显示,磁场测量灵敏度达到了18 fT/Hz^(1/2)/cm,这一成果超越了标准量子极限5.5 dB。此外,陈教授团队在光量子关联干涉领域也取得了显著进展,并将这些技术应用于量子信息存储领域。通过利用干涉仪的相长相消原理,结合人工智能控制,团队成功实现了百MHz的量子存储器,其存储效率超过90%,噪声抑制至1%以下,信息保真度高达99%。
陈教授还强调,通过存储技术对干涉仪的待测相位进行存储,可以显著增强干涉仪的测量灵敏度。针对量子干涉仪实用化过程中的损耗问题,她的团队提出了一种量子资源分配优化方案,并在实验中展示了即使在干涉仪损耗超过95%的情况下,测量灵敏度依然能够达到量子克尔限(QCRB)。另外,陈教授展示了人工智能如何辅助量子精密测量。利用机器学习可有效对量子压缩光源制备系统的各个主要控制参数进行优化,由此产生稳定的压缩光源用于干涉仪或传感系统的噪声压制。

报告引发了在场师生的热烈讨论,大家围绕实验方法、技术实现及应用场景进行了深入交流。通过本次沙龙,研究院师生对量子噪声抑制技术有了更深刻的认识,也激发了在相关领域进一步探索的热情。
