Maximizando la información obtenible con sensores cuánticos con el Efecto Zenón

BRUNO RONCHI; ANALIA ZWICK; GONZALO A. ALVAREZ

Congreso; Reunión Anual INN CAB-CAC; 2020

Un sensor cuántico es un dispositivo a escalas moleculares o nanométricas usado como herramienta de diagnóstico para obtener información de su entorno. Recientemente hemos demostrado que el control cuántico sobre el sensor es fundamental para hacer más eficiente la estimación de parámetros que caracterizan su entorno [1]. Considerando una partícula de espín-$1/2$ que actúa como sensor de campos magnéticos, realizamos mediciones proyectivas que inducen un colapso de la función de onda que describe al sensor que interactúa libremente con el campo bajo una evolución coherente. La evolución coherente genera una variación de la posición angular del espín sensor que incrementa linealmente en el tiempo. La evolución controlada con mediciones proyectivas transforma esta dinámica en un decaimiento exponencial del estado del sensor donde la información de campo es codificada en la tasa de decaimiento. Demostramos que cuando el campo magnético alterno no está en resonancia con el sensor, la evolución proyectiva magnifica la información de la medición del campo magnético. Demostramos estos resultados con teoría de la información cuántica y definimos los regímenes donde es útil este protocolo de medición. Consideramos aplicaciones de este método para determinar estructuras moleculares con sensores cuánticos.[1] A. Zwick, G. A. Álvarez, G. Kurizki, Phys. Rev. Applied 5, 014007 (2016).