論文の概要: Experimental Proposal on Scalable Radio-Frequency Magnetometer with Trapped Ions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.22516v1
- Date: Sun, 26 Oct 2025 03:47:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-28 15:28:15.228328
- Title: Experimental Proposal on Scalable Radio-Frequency Magnetometer with Trapped Ions
- Title（参考訳）: トラッピングイオンを用いた拡張型高周波磁気センサの実験的検討
- Authors: Yuxiang Huang, Wei Wu, Qingyuan Mei, Yiheng Lin,
- Abstract要約: 混合動的デカップリング法を利用したスケーラブルな捕捉イオン磁気センサを提案する。
周波数場に対する13$rmfT/sqrtrmHz$の感度を達成できることを実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.315103872142915
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum magnetometry represents a fundamental component of quantum metrology, where trapped-ion systems have achieved $\rm{pT}/\sqrt{\rm{Hz}}$ sensitivity in single-ion radio-frequency magnetic field measurements via dressed states based dynamical decoupling. Here we propose a scalable trapped-ion magnetometer utilizing the mixed dynamical decoupling method, combining dressed states with periodic sequences to suppress decoherence and spatial magnetic field inhomogeneity. With numerical simulations for a $10^4$ ion system with realistic experimental parameters, we demonstrate that a sensitivity of 13 $\rm{fT}/\sqrt{\rm{Hz}}$ for the radio-frequency field could be reached. Such a sensitivity could be obtained via robust resilience to magnetic field drift noise and inhomogeneity, where coherence time could be extended to the order of several minutes on average. This method enables scalable trapped-ion magnetometry, demonstrating its potential as a robust and practical solution for advancing quantum sensing applications.
- Abstract（参考訳）: 量子磁気メソメトリーは量子力学の基本的な構成要素であり、捕捉されたイオン系は、ドレス状態に基づく動的疎結合による単一イオンの高周波磁界測定において$\rm{pT}/\sqrt{\rm{Hz}}$感度を達成した。
本稿では, 混合動的デカップリング法を用いて, 着衣状態と周期列を組み合わせ, 脱コヒーレンスと空間磁場の不均一性を抑えるスケーラブルな捕捉イオン磁気センサを提案する。
実測的な実験パラメータを持つ10^4$イオン系の数値シミュレーションにより、周波数場に対する13$\rm{fT}/\sqrt{\rm{Hz}}$の感度が到達できることを実証した。
このような感度は、磁場のドリフトノイズや不均一性に対する頑健な抵抗性によって得ることができ、コヒーレンス時間は平均数分間まで延長することができる。
この方法では、スケーラブルな捕捉イオン磁気メトリーが実現され、量子センシングアプリケーションを前進させる堅牢で実用的なソリューションとしての可能性を示す。
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