論文の概要: Quantum Vector DC Magnetometry via Selective Phase Accumulation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.02102v1
- Date: Fri, 4 Aug 2023 01:29:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-07 14:12:55.880152
- Title: Quantum Vector DC Magnetometry via Selective Phase Accumulation
- Title（参考訳）: 選択位相蓄積による量子ベクトル直流磁力計
- Authors: Min Zhuang, Sijie Chen, Jiahao Huang, and Chaohong Lee
- Abstract要約: 本研究では,非絡み合った量子プローブと絡み合った量子プローブの選択的位相蓄積による量子ベクトルDC磁力計の一般的なプロトコルを提案する。
入力状態がグリーンベルガー・ホルン・ザイリンガー状態のような絡み合った状態であれば、3つの成分の計測精度はハイゼンベルク極限に近づくことができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Precision measurement of magnetic fields is an important goal for fundamental
science and practical sensing technology. Sensitive detection of a vector
magnetic field is a crucial issue in quantum magnetometry, it remains a
challenge to estimate a vector DC magnetic field with high efficiency and high
precision. Here, we propose a general protocol for quantum vector DC
magnetometry via selective phase accumulation of both non-entangled and
entangled quantum probes. Based upon the Ramsey interferometry, our protocol
may achieve selective phase accumulation of only one magnetic field component
by inserting well-designed pulse sequence. In the parallel scheme, three
parallel quantum interferometries are utilized to estimate three magnetic field
components independently.In the sequential scheme, by applying a pulse sequence
along different directions, three magnetic field components can be estimated
simultaneously via only one quantum interferometry. In particular, if the input
state is an entangled state such as the Greenberger-Horne-Zeilinger state, the
measurement precisions of all three components may approach the Heisenberg
limit. Our study not only develops a general protocol for measuring vector
magnetic fields via quantum probes, but also provides a feasible way to achieve
Heisenberg-limited multi-parameter estimation via many-body quantum
entanglement.
- Abstract（参考訳）: 磁場の精密測定は基礎科学と実用的なセンシング技術にとって重要な目標である。
ベクトル磁場の感度検出は量子磁気測定において重要な問題であり、高効率かつ高精度なベクトル直流磁場の推定は依然として課題である。
本稿では,非エンタングル量子プローブとエンタングル量子プローブの選択的位相蓄積による量子ベクトル直流磁気測定の一般プロトコルを提案する。
ラムゼー干渉法により, 十分に設計されたパルスシーケンスを挿入することにより, 1つの磁場成分の選択的位相蓄積を実現することができる。
並列スキームでは、3つの並列量子干渉計を用いて3つの磁場成分を独立に推定し、シーケンシャルスキームでは異なる方向に沿ってパルスシーケンスを適用することにより、1つの量子干渉計で同時に3つの磁場成分を推定できる。
特に、入力状態がgreenberger-horne-zeilinger状態のような絡み合った状態であれば、全ての3成分の測定精度はハイゼンベルク限界に近づくことができる。
本研究は,量子プローブを用いたベクトル磁場測定のための一般的なプロトコルを開発するだけでなく,多体量子絡み合いによるハイゼンベルク制限型マルチパラメータ推定を実現するための実現可能な方法も提供する。
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