論文の概要: Single-shot Non-destructive Quantum Sensing for Gaseous Samples with
Hundreds of Chiral Molecules
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.02498v1
- Date: Wed, 4 Oct 2023 00:16:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-05 17:00:01.071866
- Title: Single-shot Non-destructive Quantum Sensing for Gaseous Samples with
Hundreds of Chiral Molecules
- Title（参考訳）: 数百個のキラル分子を持つ気体試料に対する単発非破壊量子センシング
- Authors: Chong Ye, Yifan Sun, Yong Li, and Xiangdong Zhang
- Abstract要約: キラルの識別は少量のキラル物質に対して効率的である。
このような問題に対処する単発非破壊量子センシング法を提案する。
分子キラリティーは, 単発検出において, ゆっくりと動くエナンチオパールガス試料の分子的キラリティーを高い信頼性で識別できることが示唆された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.942584787588856
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Chiral discrimination that is efficient to tiny amounts of chiral substances,
especially at the single-molecule level, is highly demanded. Here, we propose a
single-shot nondestructive quantum sensing method addressing such an issue. Our
scheme consists of two steps. In the first step, the two enantiomers are
prepared in different rotational states via microwave enantio-specific state
transfer. Then, the chiral discrimination is transferred to quantum hypothesis
testing. In the second step, we for the first time introduce a non-destructive
quantum-state detection technique assisted with a microwave resonator to chiral
discrimination, through which the molecular chirality is determined by the sign
of the output signals. Using a typical chiral molecule, 1,2-propanediol, and an
experimentally feasible model based on spherical Fabry-P\'{e}rot cavity, we
show that the molecular chirality of slowly moving enantiopure gaseous samples
with $10^2 - 10^3$ molecules can be highly credibly distinguished in a
single-shot detection. By further trapping chiral molecules, it is promising to
achieve chiral discrimination at the single molecule level by using our
approach.
- Abstract（参考訳）: 微量のキラル物質、特に単分子レベルで効率的であるキラル識別は非常に要求される。
本稿では,そのような問題に対処する単一ショット非破壊量子センシング法を提案する。
我々の計画には2つのステップがある。
最初のステップでは、2つのエナンチオマーはマイクロ波エナンチオ特異な状態転移によって異なる回転状態に合成される。
その後、カイラル識別は量子仮説検定に移される。
第2段階では,マイクロ波共振器を用いた非破壊量子状態検出手法を初めて導入し,分子のキラリティを出力信号の符号によって決定する。
典型的キラル分子1,2-プロパンジオールおよび球状ファブリ-P\'{e}rotキャビティに基づく実験可能なモデルを用いて, 10^2〜10^3$分子でゆっくりと動く気体試料の分子キラリティを, 単発検出において高い信頼性で識別可能であることを示す。
さらにキラル分子をトラップすることにより,本手法を用いて単一分子レベルでのキラル識別を実現することが期待できる。
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