論文の概要: Nuclear Spin Assisted Magnetic Field Angle Sensing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.04197v1
• Date: Thu, 8 Oct 2020 18:24:16 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-29 15:24:25.216475
• Title: Nuclear Spin Assisted Magnetic Field Angle Sensing
• Title（参考訳）: 核スピン支援磁場角センシング
• Authors: Ziwei Qiu, Uri Vool, Assaf Hamo, Amir Yacoby
• Abstract要約: 量子センシングは、小さな外部信号を測定するために量子システムの強い感度を利用する。 ダイヤモンド中の窒素空孔中心は、現実世界の量子センシングアプリケーションにとって最も有望なプラットフォームの一つである。
• 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 sensing exploits the strong sensitivity of quantum systems to measure small external signals. The nitrogen-vacancy (NV) center in diamond is one of the most promising platforms for real-world quantum sensing applications, predominantly used as a magnetometer. However, its magnetic field sensitivity vanishes when a bias magnetic field acts perpendicular to the NV axis. Here, we introduce a novel sensing strategy assisted by the nitrogen nuclear spin that uses the entanglement between the electron and nuclear spins to restore the magnetic field sensitivity. This, in turn, allows us to detect small changes in the magnetic field angle relative to the NV axis. Furthermore, based on the same underlying principle, we show that the NV coupling strength to magnetic noise, and hence its coherence time, exhibits a strong asymmetric angle dependence. This allows us to uncover the directional properties of the local magnetic environment and to realize maximal decoupling from anisotropic noise.
• Abstract（参考訳）: 量子センシングは、小さな外部信号を測定するために量子システムの強い感度を利用する。 ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は、主に磁気センサとして使用される実世界の量子センシング応用の最も有望な基盤の1つである。 しかし、バイアス磁場がnv軸に垂直に作用すると、その磁場感度は消失する。 本稿では,電子と核スピンの絡み合いを利用して磁場の感度を回復する,窒素原子核スピンによる新しいセンシング戦略を提案する。 これにより、NV軸に対する磁場角の小さな変化を検出することができる。 さらに、同じ原理に基づき、nv結合強度と磁気ノイズ、それゆえコヒーレンス時間が強い非対称角度依存性を示すことを示す。 これにより、局所磁気環境の方向性を解明し、異方性ノイズからの最大デカップリングを実現することができる。

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