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零磁場核磁共振是一個正在快速發(fā)展的新領(lǐng)域，具有許多突出的優(yōu)勢，例如消除了傳統(tǒng)核磁共振對超導磁體的依賴性、高分辨率譜學、豐富的自旋動力學等。下面小編來給大家詳細講解一下它的具體內(nèi)容。
然而，零磁場核磁共振面臨多方面的困難：首先，在零磁場下，傳統(tǒng)核磁共振的感應(yīng)探測方法完全失效，探測零磁場核磁共振信號非常困難;其次，零磁場核磁共振由于不同的核自旋的拉莫進動頻率為零，因此無法使用選擇性脈沖進行操控，如何實現(xiàn)普適的量子控制是亟須解決的難題。
課題組利用精心設(shè)計的組合脈沖實現(xiàn)了原子核自旋的單比特門和多比特門，首次實現(xiàn)了零磁場核磁共振的普適量子控制，同時發(fā)展了評估量子控制保真度的方法。對量子控制的質(zhì)量進行了評估，操控保真度高達99%?；谠摴ぷ靼l(fā)展的量子控制技術(shù)，可以實現(xiàn)對不同自旋之間相互作用的選擇性測量，而選擇出的反對稱性自旋相互作用可以用于檢驗分子的宇稱不守恒規(guī)律。該工作提供了將零磁場核磁共振應(yīng)用于基礎(chǔ)物理研究的可能性。
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