論文の概要: Hybrid-spin decoupling for noise-resilient DC quantum sensing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.16732v1
• Date: Thu, 20 Nov 2025 19:00:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-24 18:08:18.783352
• Title: Hybrid-spin decoupling for noise-resilient DC quantum sensing
• Title（参考訳）: 雑音耐性直流量子センシングのためのハイブリッドスピンデカップリング
• Authors: So Chigusa, Masashi Hazumi, Ernst David Herbschleb, Yuichiro Matsuzaki, Norikazu Mizuochi, Kazunori Nakayama,
• Abstract要約: 本稿では,交流磁気ノイズから特定の直流電界を分離する手法を提案する。 その他の応用としては、勾配検出、量子メモリ、ジャイロスコープがある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The excellent sensitivities of quantum sensors are a double-edged sword: minuscule quantities can be observed, but any undesired signal acts as noise. This is challenging when detecting quantities that are obscured by such noise. Decoupling sequences improve coherence times and hence sensitivities, though only AC signals in narrow frequency bands are distinguishable. Alternatively, comagnetometers operate gaseous spin mixtures at high temperatures in the self-compensating regime to counteract slowly varying noise. These are applied with great success in various exotic spin-interaction searches. Here, we propose a method that decouples specific DC fields from DC and AC magnetic noise. It requires any spin cluster where the effect on each individual spin is different for the target field and local magnetic fields, which allows for a different approach compared to comagnetometers. The presented method has several key advantages, including an orders-of-magnitude increase in noise frequencies to which we are resistant. We explore electron-spin nuclear-spin pairs in nitrogen-vacancy centres in diamond, with a focus on their merit for light dark-matter searches. Other applications include gradient sensing, quantum memory, and gyroscopes.
• Abstract（参考訳）: 量子センサーの優れた感度は二重刃の剣であり、極小量でも観測できるが、望ましくない信号はノイズとして作用する。 このようなノイズによって隠蔽される量を検出する場合、これは困難である。 デカップリングシーケンスはコヒーレンス時間を改善するため感度が向上するが、狭帯域の交流信号のみが識別可能である。 あるいは、コマグネトメーターは自己補償状態の高温でガス状スピン混合物を作動させ、ゆっくりと変化するノイズに対処する。 これらは様々なエキゾチックなスピン相互作用探索において大きな成功を収めた。 本稿では,直流および交流磁気ノイズから特定の直流磁界を分離する手法を提案する。 個々のスピンに対する効果が目標磁場と局所磁場で異なるスピンクラスターを必要とするため、コマグネトメーターと異なるアプローチが可能である。 提案手法には, 耐雑音性の向上など, 主な利点がある。 ダイヤモンド中の窒素空孔中心における電子スピン原子-スピン対を探索し,光暗黒物質探索のメリットに着目した。 その他の応用としては、勾配検出、量子メモリ、ジャイロスコープがある。

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