論文の概要: Optimal control of a quantum sensor: A fast algorithm based on an analytic solution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.14998v4
- Date: Thu, 16 May 2024 10:55:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-17 20:01:05.382721
- Title: Optimal control of a quantum sensor: A fast algorithm based on an analytic solution
- Title（参考訳）: 量子センサの最適制御:解析解に基づく高速アルゴリズム
- Authors: S. Hernández-Gómez, F. Balducci, G. Fasiolo, P. Cappellaro, N. Fabbri, A. Scardicchio,
- Abstract要約: 劣化雑音の存在下での時間変化場のスピンセンサについて検討する。
この感度を最適化するパルス制御場を求める問題はスピン鎖の基底状態の決定にマッピング可能であることを示す。
ダイヤモンド中の窒素空孔中心に基づくスピン量子磁気センサの感度改善を実験的に実証した。
- 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 can show unprecedented sensitivities, provided they are controlled in a very specific, optimal way. Here, we consider a spin sensor of time-varying fields in the presence of dephasing noise, and we show that the problem of finding the pulsed control field that optimizes the sensitivity (i.e., the smallest detectable signal) can be mapped to the determination of the ground state of a spin chain. We find an approximate but analytic solution of this problem, which provides a \emph{lower bound} for the sensitivity and a pulsed control very close to optimal, which we further use as initial guess for realizing a fast simulated annealing algorithm. We experimentally demonstrate the sensitivity improvement for a spin-qubit magnetometer based on a nitrogen-vacancy center in diamond.
- Abstract（参考訳）: 量子センサーは、非常に具体的で最適な方法で制御されているため、前例のない感度を示すことができる。
ここでは, 劣化雑音の存在下での時間変化場をスピンセンサとして検討し, 感度を最適化するパルス制御場(最小検出可能な信号)を求める問題をスピンチェーンの基底状態の決定にマッピング可能であることを示す。
我々はこの問題の近似的だが解析的な解を見つけ、感度に対して \emph{lower bound} とパルス制御を非常に最適に提供し、さらに高速なシミュレートされたアニールアルゴリズムを実現するための初期推測として利用する。
ダイヤモンド中の窒素空孔中心に基づくスピン量子磁気センサの感度改善を実験的に実証した。
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