論文の概要: Adaptive Robust High-Precision Atomic Gravimetry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.08550v1
- Date: Fri, 13 Sep 2024 06:04:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-16 17:38:30.970245
- Title: Adaptive Robust High-Precision Atomic Gravimetry
- Title（参考訳）: 適応ロバスト高速原子重力計
- Authors: Jinye Wei, Jiahao Huang, Chaohong Lee,
- Abstract要約: 適応ベイズ量子推定に基づく高精度原子重力計を実現するためのプロトコルを開発する。
提案手法は, 高精度, ダイナミックレンジの増大, 堅牢性の向上を実現し, 様々な実用的なセンシング応用に期待できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Atomic gravimeters are the most accurate sensors for measuring gravity, however, a significant challenge is how to achieve high precision even in the presence of noises. Here, we develop a protocol for achieving robust high-precision atomic gravimetry based upon adaptive Bayesian quantum estimation. Our protocol incorporates a sequence of interferometry measurements taken with short to long interrogation times and offers several key advantages. Firstly, it enables a high dynamic range without the need to scan multiple fringes for pre-estimation, making it more efficient than the conventional frequentist method. Secondly, it enhances robustness against noises, allowing for a significant measurement precision improvement in noisy environments. The enhancement can be more than $5$ times for a transportable gravimeter and up to an order of magnitude for a state-of-the-art fountain gravimeter. Notably, by optimizing the interferometry sequence, our approach can improve the scaling of the measurement precision ($\Delta g_{est}$) versus the total interrogation time ($\tilde{T}$) to $\Delta g_{est} \propto \tilde{T}^{-2}$ or even better, in contrast to the conventional one $\Delta g_{est} \propto \tilde{T}^{-0.5}$. Our approach offers superior precision, increased dynamic range, and enhanced robustness, making it highly promising for a range of practical sensing applications.
- Abstract（参考訳）: 原子重力計は重力を測定するための最も正確なセンサーであるが、大きな課題はノイズの存在下でも高い精度を達成する方法である。
そこで我々は,適応ベイズ量子推定に基づく高精度原子重力計を実現するためのプロトコルを開発した。
提案プロトコルは,短時間から長時間の尋問時間を用いて測定した干渉計測のシーケンスを組み込んでおり,いくつかの重要な利点を提供している。
第一に、事前推定のために複数のフランジをスキャンする必要がなく、高ダイナミックレンジが可能であり、従来の頻繁な手法よりも効率的である。
第2に、ノイズに対するロバスト性を高め、ノイズ環境における測定精度を大幅に向上させる。
この強化は、輸送可能な重力計では5ドル以上、最先端の噴水重力計では最大で1桁程度となる。
特に、干渉計列を最適化することにより、従来の$\Delta g_{est} \propto \tilde{T}^{-0.5}$とは対照的に、全尋問時間(\tilde{T}$)から$\Delta g_{est} \propto \tilde{T}^{-2}$へのスケーリングを改善することができる。
提案手法は, 高精度, ダイナミックレンジの増大, 堅牢性の向上を実現し, 様々な実用的なセンシング応用に期待できる。
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