原子流量控制 —— 研究人员开发出新型技术，使量子传感器更加精确

高阶布拉格衍射的实验装置和能带结构。图片来源：《物理评论研究》（2025 年）。DOI: 10.1103/PhysRevResearch.7.L012028

量子传感器的精度可比传统传感器高得多，例如，它们被用于地球观测、导航、材料测试以及化学或生物医学分析等领域。达姆施塔特工业大学的研究人员如今开发并测试了一种技术，该技术能让量子传感器的精度进一步提升。

这项技术背后的原理是什么呢？基于原子波动性的量子传感器，利用量子干涉来极其精确地测量加速度和旋转。这项技术需要为原子优化设计分束器和反射镜。然而，以非预期方式反射的原子会显著影响这类测量。

因此，科学家们使用经过特殊设计的光脉冲作为速度选择性原子反射镜，它能反射目标原子，并让寄生原子穿过。这种方法降低了信号中的噪声，使测量结果更加精确。该研究成果发表在《物理评论研究》杂志上。

这项技术对于最新一代的量子传感器尤为重要：为了进一步提高灵敏度，目前正在探索极高速度的传递，然而，这在另一方面会引入额外的寄生原子路径。

有了由比克尔（Birkl）教授和吉泽（Giese）教授的研究团队在达姆施塔特工业大学开发的这项技术，这种不良的副作用能够得到缓解。由于 “二向色镜脉冲” 可以无缝集成到现有系统中，这使得该技术在快速应用方面具有特殊优势。

这一突破使全球的研究人员能够突破精确测量的极限，并为基础量子物理学研究和量子传感器的实际应用开发出更先进的设备。

更多信息：D. 法伊弗（D. Pfeiffer）等人，《用于优化高阶原子布拉格衍射的二向色镜脉冲》，《物理评论研究》（2025 年）。DOI: 10.1103/PhysRevResearch.7.L012028

期刊信息：《物理评论研究》

由达姆施塔特工业大学提供

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