报告时间：2023年5月15日（星期一）14:00
报告地点：翡翠湖校区科教楼第五会议室
报 告 人：包谷之 博士
工作单位：上海交通大学
举办单位：物理学院
报告简介：
近年来，量子精密测量的研究与发展呈迅猛之势，特别是基于光与原子相互作用的原子磁力计，因其灵敏度高、易于小型化而备受关注。量子涨落和环境磁场噪声是限制磁强计灵敏度的两个主要来源，是限制原子磁力计性能及其进一步应用的主要因素。量子技术可以在微观尺度实现高纯度量子纠缠并突破标准量子极限。但量子技术往往工作在低粒子数水平下，因此应用量子光场的原子磁力计灵敏度有限。另外，传统量子磁力计需要在良好磁场屏蔽环境下才能体现量子增强，这也限制了其应用前景。高灵敏测量与量子技术之间的相互掣肘，造成了迄今为止无法在实际应用中展现量子优势的现状。
针对这个问题，我们提出利用孪生光束探测的方法，将量子磁力计与磁场梯度计的优点有机结合，同时降低量子噪声与环境磁场噪声。我们将四波混频过程中产生的双模压缩场注入基于非线性磁光旋转的双探针磁场梯度计中，使其双探针测量产生同时经典与量子关联。在实验中，我们观测到在实验中，我们观测到磁场梯度测量的共模抑制比达到5000，磁力计的噪声功率谱降低了5.5dB，使磁场梯度噪声达到 。由于突破了标准量子极限，我们可以在低原子、光子数的情况下达到国际前沿的磁场灵敏度。同时，得益于压缩光与梯度测量相结合的模式，我们的工作是国际上首次在1 kHz以内观测到的磁场测量的量子增强效应。许多生物磁场例如心磁与脑磁的频率正是在这一区域。这对原子磁力计在生物医学等方向的应用拓展有着重要的意义。该研究将为量子增强的磁力计在地磁场和复杂噪声背景下的应用铺平道路。
报告人简介：
包谷之，上海交通大学助理研究员，获上海市超级博士后，成果入选中国光学十大进展，2019年毕业于华东师范大学，获博士学位。研究方向为量子光学、原子分子物理、量子精密测量、原子磁力计。