論文の概要: Quantum Sensing via Large Spin-Clusters in Solid-State NMR: Optimal coherence order for practical sensing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.00494v1
• Date: Sat, 29 Nov 2025 14:02:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-02 19:46:34.26639
• Title: Quantum Sensing via Large Spin-Clusters in Solid-State NMR: Optimal coherence order for practical sensing
• Title（参考訳）: 固体NMRにおける大規模スピンクラスターによる量子センシング:実用的なセンシングのための最適コヒーレンス秩序
• Authors: Conan Alexander, T S Mahesh,
• Abstract要約: 本研究は, 原子核スピンの大規模クラスターの生成, 操作, 検出により, 量子センシングに多量子固体NMRを用いることを実証する。 このようなクラスターは、数ナノ秒単位の周波数制御場においてパルス幅ジッタを感度よく検出できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum entanglement has long been recognized as an important resource for quantum sensing. In this work, we demonstrate the use of multiple-quantum solid-state NMR for quantum sensing by creating, manipulating, and detecting large clusters of correlated nuclear spins. We show that such clusters can sensitively detect pulse-width jitters in radio-frequency control fields at the level of tens of nanoseconds. By analyzing the response of high-order quantum coherences to these control-field jitters, we investigate the critical interplay between the enhanced sensitivity offered by large coherence orders, their relative distributions, and their varying susceptibility to decoherence. We further demonstrate that, even within a non-uniform distribution of coherence orders, there exists an optimal maximum coherence order that maximizes sensing efficiency. To support our interpretation, we supplement the experimental results with a simplified numerical model that estimates the corresponding quantum Fisher information. These results support the solid-state NMR platform as a valuable testbed for investigating many-body quantum metrology protocols.
• Abstract（参考訳）: 量子絡み合いは長い間、量子センシングの重要な資源として認識されてきた。 本研究では, 原子核スピンの大規模クラスターを生成, 操作し, 検出することで, 量子センシングに多量子固体NMRを用いることを実証する。 このようなクラスターは、数ナノ秒単位の周波数制御場においてパルス幅ジッタを感度よく検出できることを示す。 これらの制御場ジッタに対する高次量子コヒーレンス応答を解析することにより、大きなコヒーレンス秩序によって提供される高感度と相対分布、およびデコヒーレンスに対する様々な感受性の間の臨界相互作用を解明する。 さらに,コヒーレンス順序の不均一分布においても,センサ効率を最大化する最適最大コヒーレンス順序が存在することを示す。 この解釈を支援するために,実験結果を簡易な数値モデルで補足し,対応する量子フィッシャー情報を推定する。 これらの結果は、固体NMRプラットフォームを、多体量子メトロジープロトコルを調査するための貴重なテストベッドとしてサポートしている。

関連論文リスト

• Towards Quantum Enhanced Adversarial Robustness with Rydberg Reservoir Learning [45.92935470813908]
  量子コンピューティング貯水池(QRC)は、量子多体系に固有の高次元非線形力学を利用する。 近年の研究では、変動回路に基づく摂動量子は逆数の影響を受けやすいことが示されている。 QR学習モデルにおける対向的堅牢性の最初の体系的評価について検討する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-10-15T12:17:23Z)
• A Universal Protocol for Quantum-Enhanced Sensing via Information Scrambling [1.4950073235357226]
  本稿では,ハイゼンベルクに制限された量子強調センシングを可能にする新しいプロトコルを提案する。 我々は「スクランブル」および「アンスクランブル」量子状態のコヒーレントな重ね合わせを生成するために前方および逆時間進化を利用する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-19T19:00:00Z)
• Dimensional gain in sensing through higher-dimensional quantum spin chain [0.0]
  高次元多体量子プローブを用いて、弱い外部磁場を正確に予測する枠組みを提案する。 半整数スピンと整数スピンを持つスピン鎖に対するセンサの異なる性能を観察する。 隣同士の相互作用に加えて、隣同士の相互作用を組み込むことで、知覚精度が向上する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-26T13:35:21Z)
• Control of an environmental spin defect beyond the coherence limit of a central spin [79.16635054977068]
  電子スピンレジスタのサイズを拡大するためのスケーラブルなアプローチを提案する。 我々は, 中心NVのコヒーレンス限界外における未知電子スピンの検出とコヒーレント制御を実証するために, このアプローチを実験的に実現した。 我々の研究は、ナノスケールセンシングを推進し、誤り訂正のための相関ノイズスペクトロスコピーを有効にし、量子通信のためのスピンチェーン量子ワイヤの実現を促進するため、より大きな量子レジスタを工学的に開発する方法を開拓する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-29T17:55:16Z)
• 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)
• Approaching optimal entangling collective measurements on quantum computing platforms [0.3665899982351484]
  理論的に最適である2つの非可換量子ビット回転を同時に推定するための1つのコピーと2つのコピーの集合的測定結果を示す。 これにより、量子強調センシングを実装することができ、そこでは、メトロジカルゲインが高レベルのデコヒーレンスに持続する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-30T18:07:27Z)
• Preparing random states and benchmarking with many-body quantum chaos [48.044162981804526]
  時間に依存しないハミルトン力学の下で自然にランダム状態アンサンブルの出現を予測し、実験的に観察する方法を示す。 観測されたランダムアンサンブルは射影測定から現れ、より大きな量子系のサブシステムの間に構築された普遍的相関に密接に関連している。 我々の研究は、量子力学におけるランダム性を理解するための意味を持ち、より広い文脈でのこの概念の適用を可能にする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-05T08:32:43Z)

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。