研究前沿：预热离散时间晶体-量子传感 | Nature Physics

背景：离散时间晶体是一种打破时间平移对称性的非平衡物态，其倍周期响应具有对驱动误差的强鲁棒性。预热离散时间晶体借助弗洛凯预热效应，能在远长于系统本征衰减时间的尺度上保持稳定，这些特性使其成为量子传感的潜在理想体系，尤其适用于传统传感器性能较弱的0.5–50 kHz中低频段。研究目的：研究旨在利用预热离散时间晶体序参量对外部微扰的敏感性和对驱动扰动的鲁棒性，实现一种新型的时变磁场频率选择性探测，并突破传统方案对强关联态制备或系统精细调谐的依赖。结论：研究团队在金刚石中¹³C核自旋体系上实验验证了基于预热离散时间晶体的传感器。通过双频弗洛凯驱动方案制备预热离散时间晶体，并将振荡磁场纳入其动力学，使得晶体寿命指数级延长，并在序参量中产生尖锐共振响应。该传感器在目标频段实现了有竞争力的灵敏度，且原理对驱动误差和样品不均匀性具有鲁棒性，可扩展至超导电路、中性原子等多种物理平台。