論文の概要: Robust GHz-range AC Magnetometry with an ensemble of NV Centers in Diamond using Concatenated Continuous Dynamical Decoupling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.20401v1
• Date: Thu, 23 Oct 2025 10:08:29 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-25 03:08:17.740234
• Title: Robust GHz-range AC Magnetometry with an ensemble of NV Centers in Diamond using Concatenated Continuous Dynamical Decoupling
• Title（参考訳）: 連続動的デカップリングを用いたダイヤモンド中のNV中心のアンサンブルを用いたロバストGHz帯交流磁力計
• Authors: Takuya Kitamura, Genko Genov, Alon Salhov, Yutaka Kobayashi, Shinobu Onoda, Junichi Isoya, Alex Retzker, Fedor Jelezko,
• Abstract要約: 我々は、空間的不均一な駆動場下でのNV中心の大規模なアンサンブルを用いたGHz帯交流磁力計を実験的に実証した。 提案手法のロバストな装束状態は、GHz帯交流磁力計において、より弱い信号まで測定範囲を大きく広げることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Sub-picotesla level magnetometry has been demonstrated using negatively-charged nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond by increasing the number of spins simultaneously used for sensing in an NV ensemble. However, such scale-up often introduces spatial inhomogeneities in detuning and control field amplitudes, which degrade sensitivity. Although several techniques have been utilized to overcome these challenges, including pulsed dynamical decoupling or shaped pulses, these are not generally compatible with the current state-of-the-art techniques for GHz-range AC magnetometry with NV ensembles, which are typically based on Rabi oscillations. In this work we experimentally demonstrate GHz-range AC magnetometry using a large ensemble of NV centers under spatially inhomogeneous drive fields by employing concatenated continuous dynamical decoupling, which is designed for robustness against such imperfections. We compare its performance with the conventional direct Rabi method and show that the robust dressed states in our method extend significantly the measuring range to weaker signals in GHz-range AC magnetometry.
• Abstract（参考訳）: サブピコテトラレベルの磁気メトリーは、NVアンサンブルでの検知に同時に使用されるスピンの数を増やすことで、ダイヤモンド中の負電荷窒素空洞(NV)中心を用いて実証されている。 しかし、このようなスケールアップは、デチューニングや磁場振幅の制御において空間的不均一性を導入し、感度を低下させる。 パルス力学的疎結合(英語版)や形状パルス(英語版)など、これらの課題を克服するためにいくつかの技術が利用されてきたが、一般的にはラビ振動に基づくGHz帯交流磁力計の最先端技術と互換性がない。 本研究では, 空間的不均一な駆動場下でのNV中心の大規模なアンサンブルを用いたGHz帯交流磁力測定を連続的動的疎結合を用いて実験的に実証した。 本稿では,従来の直接ラビ法と比較し,この手法のロバストな装束状態が,GHz帯交流磁力計の弱い信号に大きく拡張されていることを示す。

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