論文の概要: Floquet Diamond Sensor with Optimal Precision
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.03618v1
- Date: Sat, 04 Oct 2025 02:05:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-07 16:52:59.155442
- Title: Floquet Diamond Sensor with Optimal Precision
- Title（参考訳）: 最適精度を有するフロケットダイヤモンドセンサ
- Authors: Qi-Tao Duan, Teng Li, Si-Qi Chen, Shengshi Pang, He Lu,
- Abstract要約: 高精度オフ共振MW振幅センサのためのフロケットダイヤモンドセンサ(FDS)
FDSの測定精度は量子フィッシャー情報によって特徴づけられる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.0215098654752035
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The diamond sensor has emerged as a promising platform for quantum sensing, enabling the estimation of physical quantities -- such as microwave~(MW) field -- with precision unattainable by classical counterpart. However, traditional diamond sensors suffer severe precision degradation when the signal MW is not resonant with the sensor transition frequency. Here, we propose and demonstrate a Floquet diamond sensor~(FDS) for high-precision off-resonant MW amplitude sensing without attenuating the strength of the signal MW. The periodic driven field effectively induces an quasi-energy shift that matches the off-resonant MW frequency. The measurement precision of FDS is characterized by quantum Fisher information, which approaches the ultimate precision -- Heisenberg limit -- within the coherent time. Furthermore, the FDS exhibits robust tolerance to practical control errors and is compatible with dynamical coupling protocol, enabling a robust and high-sensitivity magnetic sensing. Our results confirm the quantum advantage of quantum sensing and provide a practical technology for high-precision off-resonant MW sensing.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンドセンサーは量子センシングのための有望なプラットフォームとして登場し、電子レンジや(MW)フィールドなどの物理量の推定を可能にした。
しかし、従来のダイヤモンドセンサは、信号MWがセンサ遷移周波数と共鳴しない場合、高精度に劣化する。
本稿では,信号MWの強度を低下させることなく,高精度なオフ共振MW振幅センサのためのFloquet Diamond Sensor~(FDS)を提案する。
周期駆動場は、オフ共鳴MW周波数と一致する準エネルギーシフトを効果的に誘導する。
FDSの測定精度は、コヒーレント時間内での最終的な精度であるハイゼンベルク限界に近づく量子フィッシャー情報によって特徴づけられる。
さらに、FDSは、実用的な制御エラーに対する堅牢な耐性を示し、動的結合プロトコルと互換性があり、ロバストで高感度な磁気センシングを可能にする。
本研究は,量子センシングの量子的優位性を確認し,高精度なオフ共振MWセンシング技術を提供する。
関連論文リスト
- Physics Informed Neural Networks for design optimisation of diamond particle detectors for charged particle fast-tracking at high luminosity hadron colliders [70.66815108184498]
将来の高輝度ハドロン衝突装置は、極端放射線耐性、空間精度、ナノ秒以下のタイミングで追跡検出器を必要とする。
3Dダイヤモンドのピクセルセンサーは、ダイヤモンドの放射硬度とキャリアの移動性のために、これらの機能を提供する。
我々は、マクスウェル方程式の準定常近似として導かれた3次、3+1D PDEを用いて、この現象をモデル化する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-09-25T13:09:28Z) - Quantum-enabled Rydberg atomic polarimetry of radio-frequency fields [37.69303106863453]
ライドバーグ原子は、高周波(RF)と光ドメインの間で効率的に光子を結合する。
原子状態の角運動量量子化による分光シグネチャについて検討する。
本研究は,量子気象電場評価のためのRydberg原子ガスの展望に関する重要な知見を付加するものである。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-03-23T09:13:36Z) - Quantum-enhanced magnetometry at optimal number density [0.0]
光ポンピング型磁気センサ(OPM)の感度・計測帯域幅を高めるため、スクラッププローブ光と測定バックアクションの回避について検討した。
オフ共鳴レーザー光でプローブされたスピン交換制限OPMは、密度依存性の量子ノイズ寄与によって決定される最適感度を有する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-24T17:14:19Z) - Achieving the fundamental quantum limit of linear waveform estimation [10.363406065066538]
特定のケースでは、既知の波形推定量子クラム・ラオバウンドと、デバイスからの出力モードの2次測定による最適感度との間には、説明がつかないギャップがある。
我々は,このギャップを,基本精度限界,波形推定,Holevo Cram'er-Rao Bound,および非定常測定を用いて実現する方法によって解決する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-11T17:38:30Z) - 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) - Quantum-assisted Distortion-free audio signal sensing [2.530512865260924]
量子支援型歪みのない音声信号(メロディ,音声)を高忠実度で検出する。
この方法では、電気通信への応用に向けた量子センサーの地平を広げることができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-07T14:40:58Z) - Investigation and comparison of measurement schemes in the low frequency
biosensing regime using solid-state defect centers [58.720142291102135]
ダイヤモンドの固体欠陥は、高い感度と時間分解能を持つ有望な量子センサーを作る。
不均質な拡張と駆動振幅の変動は、使用したセンシング方式によって感度に異なる影響を及ぼした。
連続波(CW)光磁気共鳴(ODMR)分光法, πパルスODMR法, ラムゼー干渉法に基づくスキームの予測感度を数値解析し, 比較した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-27T13:05:23Z) - Optimal control of a nitrogen-vacancy spin ensemble in diamond for
sensing in the pulsed domain [52.77024349608834]
固体材料の欠陥は、量子センシングに理想的なプラットフォームを提供する。
このようなアンサンブルの制御は、欠陥エネルギーレベルとマクロサンプル間の任意の制御領域の両方の空間的変動のために困難である。
Floquet理論と最適制御最適化法を用いて,これらの課題を克服できることを実験的に実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-25T13:01:05Z) - 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) - Quantum hybrid optomechanical inertial sensing [0.0]
本稿では,光力学的慣性センサと冷間原子干渉計の逆反射器を組み合わせた量子ハイブリッド慣性センサの設計について議論する。
このセンサ融合アプローチは、冷間原子干渉計による絶対的かつ高精度な測定を提供する。
ノイズフロアを直流から1kHzのナノgレベルで予測し,どのパラメータが最適な加速度感度が得られるかを評価する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-18T00:05:25Z)
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。