論文の概要: Quantum Fourier transform for quantum sensing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.09716v1
• Date: Fri, 21 Aug 2020 23:50:28 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-05 07:50:14.311759
• Title: Quantum Fourier transform for quantum sensing
• Title（参考訳）: 量子センシングのための量子フーリエ変換
• Authors: Vadim Vorobyov, Sebastian Zaiser, Nikolas Abt, Jonas Meinel, Durga Dasari, Philipp Neumann and J\"org Wrachtrup
• Abstract要約: 窒素空孔(NV)中心電子スピンと3つの核スピンからなるハイブリッド量子レジスタに$QFT$アルゴリズムを実装した。 量子(スピン)および古典的信号(無線周波数(RF))に対して、ハイゼンベルク近郊の制限精度のスケーリングで$QFT$を実証する。
• 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: The Quantum Fourier Transformation ($QFT$) is a key building block for a whole wealth of quantum algorithms. Despite its proven efficiency, only a few proof-of-principle demonstrations have been reported. Here we utilize $QFT$ to enhance the performance of a quantum sensor. We implement the $QFT$ algorithm in a hybrid quantum register consisting of a nitrogen-vacancy (NV) center electron spin and three nuclear spins. The $QFT$ runs on the nuclear spins and serves to process the sensor - NV electron spin signal. We demonstrate $QFT$ for quantum (spins) and classical signals (radio frequency (RF) ) with near Heisenberg limited precision scaling. We further show the application of $QFT$ for demultiplexing the nuclear magnetic resonance (NMR) signal of two distinct target nuclear spins. Our results mark the application of a complex quantum algorithm in sensing which is of particular interest for high dynamic range quantum sensing and nanoscale NMR spectroscopy experiments.
• Abstract（参考訳）: 量子フーリエ変換(qft$)は、多くの量子アルゴリズムにとって重要な構成要素である。 その効率性は証明されているものの、いくつかの原理実証が報告されている。 ここでは量子センサの性能を高めるために$QFT$を利用する。 我々は、窒素空位(nv)中心電子スピンと3つの核スピンからなるハイブリッド量子レジスタに$qft$アルゴリズムを実装した。 QFT$は核スピン上で動作し、センサー-NV電子スピン信号を処理する。 量子(スピン)および古典的信号(無線周波数(RF))に対して,ハイゼンベルク近郊の制限精度のスケーリングで$QFT$を実証する。 さらに、2つの異なる標的核スピンの核磁気共鳴(NMR)信号を分解するための$QFT$の適用について述べる。 以上の結果は,高ダイナミックレンジ量子センシングおよびナノスケールnmr分光実験に特に注目される,複雑な量子アルゴリズムのセンシングへの応用を示す。

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