(图文:谭庆收/李昶)
近日,304am永利集团谭庆收教授团队联合兰州大学与赣南师范大学,在量子温度传感研究中取得重要进展。团队系统探究了非马尔可夫环境中单量子比特温度探测的性能边界,揭示了强耦合在量子测温中的作用存在显著局限性,修正了该领域以往的理论预期。研究成果以《Limitations of strong coupling in non-Markovian quantum thermometry》为题发表于物理学一流期刊《Physical Review A》(DOI: https://doi.org/10.1103/t74h-c8kw)。

量子测温技术在纳米尺度温度传感、量子计算与生物诊断等领域具有广泛应用,该技术的核心问题之一是如何通过调控探针-环境耦合强度以优化测温性能。团队采用数值精确的级联运动方程(HEOM),突破了传统博恩-马尔科夫近似的局限,实现了全耦合区间量子动力学的精确模拟。研究表明:在非平衡动态测温中,弱耦合可取得更优的量子信噪比;而在稳态测温中,强耦合的优势仅限于极低温区间,在中低温范围内,弱耦合反而更具精度优势。
该成果不仅明确了量子测温在不同耦合区间的性能边界,也为面向实际环境的量子温度计设计提供了新思路与理论依据,对推动高精度量子温度传感技术的发展具有重要指导意义。
该研究得到国家自然科学基金的资助。304am永利集团为第一单位,谭庆收教授为第一作者和通讯作者。
(责任编辑/肖欣瑶 初审/李昶 复审/石红芳 终审/周畅)