論文の概要: Compressed sensing enabled high-bandwidth and large dynamic range magnetic sensing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.06070v1
- Date: Sun, 09 Feb 2025 23:27:22 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-11 14:31:13.025166
- Title: Compressed sensing enabled high-bandwidth and large dynamic range magnetic sensing
- Title（参考訳）: 圧縮センシングによる高帯域幅・高ダイナミックレンジ磁気センシング
- Authors: Galya Haim, Chris Mullarkey, John Howell, Nir Bar-Gill,
- Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空洞(NV)中心は、磁場や電場、ひずみ、温度を感知するために用いられる。
本研究は,NV中心を用いた磁気センシングにおける圧縮センシング(CS)の新たな応用について紹介する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Electron Spin Resonance (ESR) is a widely common method in the field of quantum sensing. Specifically with the Nitrogen-Vacancy (NV) center in diamond, used for sensing magnetic and electric fields, strain and temperature. However, ESR measurements are limited in temporal resolution, primarily due to the large number of data points required especially in high dynamic range regimes and the need for extensive averaging caused by low signal-to-noise ratio (SNR). This study introduces a novel application of compressed sensing (CS) for magnetic sensing using NV centers. By comparing CS with conventional raster scanning, we demonstrate the potential of CS to enhance sensing applications. Experimental results, supported by simulations, show an improvement of factor 3 in measurement accuracy in low SNR data, which also translates to achieving the same accuracy with only 15% of the data points. Moreover, the proposed approach is not confined to NV centers but can be extended to ESR measurements in other systems, broadening its applicability in quantum sensing.
- Abstract（参考訳）: 電子スピン共鳴(Electron Spin Resonance、ESR)は、量子センシングの分野で広く用いられる手法である。
具体的には、ダイヤモンド中の窒素空洞(NV)中心で、磁場や電場、ひずみ、温度を感知するために使用される。
しかし、ESR測定は時間分解能に限られており、特に高ダイナミックレンジで必要とされる大量のデータポイントと、低信号対雑音比(SNR)による広範囲な平均化の必要性が主な原因である。
本研究は,NV中心を用いた磁気センシングにおける圧縮センシング(CS)の新たな応用について紹介する。
CSを従来のラスタスキャンと比較することにより,センサの応用性を高めるためのCSの可能性を示す。
シミュレーションによって支持された実験結果は,低SNRデータにおける測定精度が3倍に向上したことを示している。
さらに、提案手法はNV中心に限らず、他のシステムでのESR測定にも拡張可能であり、量子センシングへの応用性を高めることができる。
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