論文の概要: Versatile Atomic Magnetometry Assisted by Bayesian Inference

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.02151v3
• Date: Wed, 25 Aug 2021 21:21:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-31 05:15:35.609965
• Title: Versatile Atomic Magnetometry Assisted by Bayesian Inference
• Title（参考訳）: ベイズ推論による多用途原子磁気測定
• Authors: R. Puebla, Y. Ban, J. F. Haase, M. B. Plenio, M. Paternostro, J. Casanova
• Abstract要約: 量子センサーは外部の磁場を周期応答に変換し、その周波数はフーリエ空間で実行される解析によって決定される。 しかし実際には、量子センサーは振幅と周波数の狭い範囲でしかフィールドを検出できない。 この範囲から離れたことと、重要なノイズ源の存在、短い検出時間の存在は、センサーの応答とターゲットフィールドとの線形関係を喪失させる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum sensors typically translate external fields into a periodic response whose frequency is then determined by analyses performed in Fourier space. This allows for a linear inference of the parameters that characterize external signals. In practice, however, quantum sensors are able to detect fields only in a narrow range of amplitudes and frequencies. A departure from this range, as well as the presence of significant noise sources and short detection times, lead to a loss of the linear relationship between the response of the sensor and the target field, thus limiting the working regime of the sensor. Here we address these challenges by means of a Bayesian inference approach that is tolerant to strong deviations from desired periodic responses of the sensor and is able to provide reliable estimates even with a very limited number of measurements. We demonstrate our method for an $^{171}$Yb$^{+}$ trapped-ion quantum sensor but stress the general applicability of this approach to different systems.
• Abstract（参考訳）: 量子センサーは通常、外部磁場を周期的応答に変換し、周波数はフーリエ空間での分析によって決定される。 これにより、外部信号を特徴付けるパラメータの線形推論が可能になる。 しかし実際には、量子センサーは振幅と周波数の狭い範囲でのみフィールドを検出することができる。 この範囲からの離脱は、重要なノイズ源と短い検出時間の存在とともに、センサの応答とターゲットフィールドとの線形関係を失う結果となり、センサの動作状態が制限される。 ここでは,センサの所望の周期応答からの強い偏差に耐性を持ち,非常に限られた測定値でも信頼性の高い推定を行うベイズ推定手法を用いて,これらの課題に対処する。 提案手法は, イオン量子センサを内蔵した$^{171}$Yb$^{+}$ストラップイオンの量子センサに対して実証するが, 異なるシステムに対するこのアプローチの一般適用性を強調する。

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