論文の概要: Quantum Co-Magnetometer Using Diamond Nitrogen-Vacancy Centers and Rubidium Cells
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.15638v1
- Date: Thu, 21 Aug 2025 15:03:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-22 16:26:46.378985
- Title: Quantum Co-Magnetometer Using Diamond Nitrogen-Vacancy Centers and Rubidium Cells
- Title（参考訳）: ダイヤモンド窒素空洞とルビジウムセルを用いた量子コマグネトメーター
- Authors: Ittai Shalev, Kfir Levi, Rotem Malkinson, Amir Hen, Liron Stern, Nir Bar-Gill,
- Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素-原子価(NV)中心とルビジウム(Rb)気相セルを組み合わせたハイブリッド量子センサを試作した。
Rb原子を含む微細加工されたmmスケールの蒸気セルはバルクダイヤモンドと結合し、両方の量子系の光学的およびマイクロ波的制御を可能にする。
シミュレーションと実験により、磁場測定におけるシステムの精度が向上し、10dB以上の改善が示された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Recent advances in chip scale magnetic quantum sensing have produced platforms that pair unprecedented sensitivity with extreme miniaturization. Here, we demonstrate a hybrid quantum sensor by combining Nitrogen-Vacancy (NV) centers in diamond with a rubidium (Rb) vapor cell, designed for precise magnetic field measurements and quantum exploration. The hybrid comagnetometer leverages the high resolution vector magnetic sensing of NV centers along with the high scalar field sensitivity of the Rb vapor, enhancing the estimation of the magnetic field in terms of magnitude, direction and spatial distribution. A micromachined mm scale vapor cell containing Rb atoms is paired with a bulk diamond, enabling optical and microwave control of both quantum systems for integrated field estimation. Simulations and experimental results confirm the improved accuracy of the system in magnetic field measurements, demonstrating a beyond 10 dB improvement. This NV and Rb platform offers a versatile route toward portable, sensitive magnetometry and opens new possibilities for integrated, multi-modal quantum sensing.
- Abstract（参考訳）: チップスケールの磁気量子センシングの最近の進歩は、前例のない感度と極端に小型化を兼ね備えたプラットフォームを生み出している。
ここでは,ダイヤモンド中の窒素-原子価(NV)中心とルビジウム(Rb)気相セルを組み合わせることで,精密磁場測定と量子探索を目的としたハイブリッド量子センサを実証する。
ハイブリッド磁気センサは、Rb蒸気の高スカラー磁場感度とともに、NV中心の高分解能ベクトル磁気センサを活用し、マグニチュード、方向、空間分布の観点から磁場の推定を高める。
Rb原子を含む微細加工されたmmスケールの蒸気セルとバルクダイヤモンドとをペアにすることで、集積場推定のために両方の量子系を光学的およびマイクロ波的に制御することができる。
シミュレーションと実験により、磁場測定におけるシステムの精度が向上し、10dB以上の改善が示された。
このNVとRbプラットフォームは、ポータブルで感度の高い磁気メトリーへの汎用的なルートを提供し、統合されたマルチモーダル量子センシングの新しい可能性を開く。
関連論文リスト
- Enhanced quantum magnetometry with a laser-written integrated photonic diamond chip [0.0]
本稿では,ダイヤモンドに埋設した高品位レーザー導波路を用いた量子磁気計測を行った。
導波管結合型窒素空孔中心は, 原始ダイヤモンド中の窒素空孔中心と同等のスピンコヒーレンス特性を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-02-04T16:53:22Z) - Spin Squeezing with Magnetic Dipoles [37.93140485169168]
絡み合いは、ショットノイズ限界を超える量子センサーの測定精度を向上させることができる。
我々は、ほとんどの中性原子に固有の磁気双極子-双極子相互作用を利用してスピンスクイーズ状態を実現する。
エルビウム量子ガス顕微鏡における有限範囲スピン交換相互作用を用いて, メロジカルに有用なスクイージングの7.1dBを実現した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-11T18:42:13Z) - Simulation of ODMR Spectra from Nitrogen-Vacancy Ensembles in Diamond
for Electric Field Sensing [0.0]
NVアンサンブルの電子スピン状態および核スピン状態に対する任意の電場および磁場の影響をモデル化するオープンソースシミュレーションツールを提案する。
具体的には、符号は遷移強度を計算し、ショットノイズに制限された光検出磁気共鳴下での感度を予測する。
我々のコードは、ハミルトニアン完全項の無視項に基づく通常の議論が準最適結果を与える状況において、感度を最適化するために使用できることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-10T18:16:12Z) - All-Optical Nuclear Quantum Sensing using Nitrogen-Vacancy Centers in
Diamond [52.77024349608834]
マイクロ波または高周波駆動は、量子センサーの小型化、エネルギー効率、非侵襲性を著しく制限する。
我々は、コヒーレント量子センシングに対する純粋に光学的アプローチを示すことによって、この制限を克服する。
この結果から, 磁気学やジャイロスコープの応用において, 量子センサの小型化が期待できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-14T08:34:11Z) - DC Quantum Magnetometry Below the Ramsey Limit [68.8204255655161]
従来の$Tast$-limited dcマグネトメトリーの感度を超えるdc磁場の1桁以上の量子センシングを実証する。
スピンコヒーレンス時間に匹敵する周期で回転するダイヤモンド中の窒素空孔中心を用い, 磁気感度の計測時間と回転速度依存性を特徴づけた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-27T07:32:53Z) - Nanodiamonds based optical-fiber quantum probe for magnetic field and
biological sensing [6.643766442180283]
本研究では, ナノダイアモンドNV中心を化学修飾した小型光ファイバー量子プローブを開発した。
プローブの磁場検出感度は0.57 nT/Hz1/2 @ 1Hzに著しく向上し、ナノダイアモンドNVに基づくファイバ磁力計の新たな記録となった。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-24T01:41:13Z) - Machine-learning-enhanced quantum sensors for accurate magnetic field
imaging [0.0]
磁場の局所検出はナノ・マイクロ材料の特徴付けに不可欠である。
ダイヤモンドナノ粒子(ナノダイヤモンド)は、空間分解能を高める魅力的な機会を提供する。
このようなランダム指向ナノダイアモンドアンサンブル(NDE)の物理モデルが利用可能であるが、実際の実験条件の複雑さは依然として磁場の低減の精度を制限している。
ここでは,NDEと機械学習を組み合わせた1.8mu$Tの高精度な磁場イメージングを物理モデルなしで実演する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-01T12:48:06Z) - Near-Field Terahertz Nanoscopy of Coplanar Microwave Resonators [61.035185179008224]
超伝導量子回路は、主要な量子コンピューティングプラットフォームの一つである。
超伝導量子コンピューティングを実用上重要な点に進めるためには、デコヒーレンスに繋がる物質不完全性を特定し、対処することが重要である。
ここでは、テラヘルツ走査近接場光学顕微鏡を用いて、シリコン上の湿式エッチングアルミニウム共振器の局所誘電特性とキャリア濃度を調査する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-24T11:06:34Z) - An integrated magnetometry platform with stackable waveguide-assisted
detection channels for sensing arrays [45.82374977939355]
ダイヤモンド表面下数ナノメートルのNV$-$-centerを作成できる新しいアーキテクチャを提案する。
我々は結合効率を実験的に検証し、導波路を通した磁気共鳴信号の検出を示し、磁場と温度センサの第一原理実証実験を行う。
今後,空間的,時間的相関の強い2次元センサアレイの開発が期待できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-04T12:59:29Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。