論文の概要: Robust Higher-Order Hamiltonian Engineering for Quantum Sensing with Strongly Interacting Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.07363v1
• Date: Mon, 13 Mar 2023 18:00:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-15 17:58:17.570953
• Title: Robust Higher-Order Hamiltonian Engineering for Quantum Sensing with Strongly Interacting Systems
• Title（参考訳）: 強い相互作用を持つ量子センシングのためのロバスト高次ハミルトン工学
• Authors: Hengyun Zhou, Leigh S. Martin, Matthew Tyler, Oksana Makarova, Nathaniel Leitao, Hongkun Park, Mikhail D. Lukin
• Abstract要約: ACセンシングシーケンスは、ターゲット信号がエコー周期と同期される周期的エコー様構造を含む。 強く相互作用するシステムでは、この構造が不完全な相互作用の疎結合に関連する基本的な感度限界をもたらすことを示す。 信号周期がエコー周期の2倍となる新しいシーケンス構築ブロックを同定することにより、これらの制限をどのように克服できるかを示す。
• 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: Dynamical decoupling techniques constitute an integral part of many quantum sensing platforms, often leading to orders-of-magnitude improvements in coherence time and sensitivity. Most AC sensing sequences involve a periodic echo-like structure, in which the target signal is synchronized with the echo period. We show that for strongly interacting systems, this construction leads to a fundamental sensitivity limit associated with imperfect interaction decoupling. We present a simple physical picture demonstrating the origin of this limitation, and further formalize these considerations in terms of concise higher-order decoupling rules. We then show how these limitations can be surpassed by identifying a novel sequence building block, in which the signal period matches twice the echo period. Using these decoupling rules and the resulting sequence building block, we experimentally demonstrate significant improvements in dynamical decoupling timescales and magnetic field sensitivity, opening the door for new applications in quantum sensing and quantum many-body physics.
• Abstract（参考訳）: 動的デカップリング技術は多くの量子センシングプラットフォームにおいて不可欠な部分を占めており、しばしばコヒーレンス時間と感度の桁違いの改善に繋がる。 ほとんどのACセンシングシーケンスは、ターゲット信号がエコー周期と同期される周期的なエコー様構造を含む。 強く相互作用するシステムでは、この構造は不完全な相互作用の疎結合に関連する基本的な感度制限をもたらす。 我々は,この制限の原点を示す単純な物理図を示し,これらの考察をより簡潔な高階分離規則として定式化する。 次に、信号周期がエコー周期の2倍に一致する新しいシーケンス構築ブロックを特定することにより、これらの制限を克服する方法を示す。 これらのデカップリング規則と結果のシーケンス構築ブロックを用いて、動的デカップリング時間スケールと磁場感度の大幅な改善を実験的に証明し、量子センシングと量子多体物理学の新しい応用への扉を開く。

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