如何让量子传感器测定到任何频率电磁信号？MIT有新思路

近日，斯坦福大学研究医护人员开发了一种方法有，使电动力学电子设备必需检查任意阈值，并且依然带有在纳米尺度上展开计算的潜能。

特写来自斯坦福大学(MIT)

目前，小组已为新方法有申请了专利技术保护。通过这一方法有，必需延展微灵敏的纳米级电动力学观测器的潜能，并可潜在用以于电动力学计算和生物传感领域。互为关成果发表在《物理评论者X》(Physical Review X)。

特写来自《物理评论者X》(Physical Review X)

据悉，电动力学电子设备本质上是其之中一些量子处于彼此之间稳定状态的系统会，即便是所在场产生微小变化，也会因素系统会之中量子的状态。电动力学电子设备可来进行之中性化学键、被囚禁的离子和石墨基态等多种形式，改用这些电子设备的研究也以求迅速发展。例如，物理学家改用电动力学电子设备来研究物质的奇异状态，包括整整晶体和拓扑互为。但很多令研究小组着迷的电磁场仍会牵涉到较大阈值之内，微过现有电动力学电子设备的观测之内。

此次，由斯坦福大学核科学与工程学、物理学博士Paola Cappellaro小组和原属美国国务院的克利夫兰物理室医护人员内部设计造出一个新系统会，他们称之为电动力学混合器(quantum mixer)，也可称为电动力学混频器。该混频器通过一束等离子向观测器梅开二度第二个阈值，通过阈值的叠加，使观测器必需定位到任何须要的阈值，而不会损失电子设备的纳米级生活空间对比度。

在物理之中，研究小组改用了一种基于钨之中钠-空缺色心模组的特殊装置。钠-空缺色心（NV色心），是钻石晶体结构之中常见的点缺陷，由钠化学键替换碳化学键和毗连带电而产生，来进行其在磁场之中的电动力学顺MRIeffect及荧光紫外线功能性可展开精密磁计算，可被较广用以于电动力学传感。

(a)电动力学混频电磁场图，(b)浆子基态共振谱仪基于钨之中钠-空缺色心模组观测结果，特写来自论文

基于前述装置，小组尝试演示了如何改用阈值为2.2千兆赫(GHz)的电动力学比特观测器，观测到阈值为150兆赫(MHz)的路径。以往如果不为了让电动力学多路复用器，这是未能发挥作用的。然后通过推导一个基于莱德贝特(Floquet)分析方法的分析方法基本，小组对这一步骤展开了新颖量化，并在一系列物理之中检验了该分析方法的个数预期。莱德贝特分析方法是常微分方程分析方法的一种。

“值得注意的电磁场也可以用以于任何并不一定的电子设备或电动力学电子元件。”论文第一编者、斯坦福大学研究生王国庆曾说，“这一系统会是独立国家的，观测器和第二个阈值光都元件在一个电子元件之中。”

他指出，前述系统会可以用以详细描述等离子全向的性能。工作于米波、厘米波、毫米波等红外光的探测或发送到全向，总称为等离子全向。“该系统会必需以纳米级对比度描述(由等离子全向产生的)场的分布，所以它在这一领域很有前景。”

尽管其他方法有也可以相反部分电动力学电子设备的阈值增益，但均正因如此大型电子元件和强磁场。而这些恰恰会降低精度，未能降至新系统会所发挥作用的微高对比度。例如，用以调整电子设备的强磁场，就会破坏电动力学材料的功能性，从而因素想要计算的电磁场。

斯坦福大学博士Cappellaro指出，前述系统会就会在机械工程领域产生新的用以，因为它可以在单个蛋白水平上取得一系列阈值的浆、磁商业活动。“改用现有的电动力学传感系统会很难取得这类路径的精确对比度。”但新系统会也许可以检查造出单个神经元对某些抑制做造出反应时的输造出路径，这些抑制通常会包括大量噪声，使得输造出路径难以分离造出来。新系统会还可能用以详细描述奇异材料的不当，例如二维材料的浆磁、光学和物理性质。

目前，研究小组正要追寻如何延展新系统会，使其必需同时观测一系列阈值，而不是单一阈值。他们还将继续改用克利夫兰物理室的电动力学传感电子元件来进一步具体新系统会所符合的潜能。