論文の概要: Sensitivity threshold defines the optimal spin subset for ensemble quantum sensing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.10549v1
• Date: Thu, 11 Dec 2025 11:30:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-12 16:15:42.33894
• Title: Sensitivity threshold defines the optimal spin subset for ensemble quantum sensing
• Title（参考訳）: 感度閾値は、アンサンブル量子センシングのための最適スピンサブセットを定義する
• Authors: Suwan I. Kang, Minhyeok Kim, Sanghyo Park, Heonsik Lee, Keunyoung Lee, Donggyu Kim,
• Abstract要約: 非均質スピンセンサに対するアンサンブル感度の解析式を導出する。 最適スピン部分集合を明らかにする感度閾値を導入する。 我々のフレームワークは基本的なトレードオフを課さず、量子センシングを異質なセンシング環境に拡張する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.328370332280478
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Finite drive power leaves unavoidable spatial gradients in control fields, preventing spin ensembles from reaching the standard-quantum-limit sensitivity. We derive an analytic expression of ensemble sensitivity for inhomogeneous spin sensors and introduce sensitivity thresholds that reveal the optimal spin subset. Applied to both pulsed and continuous-wave magnetometry, the optimal subsets deliver up to a tenfold improvement over conventional schemes relying on nominally uniform regions of the ensembles. We demonstrate phase-only digital holography to implement the optimal subsets and show that residual aberrations add less than 1 dB of sensitivity loss. Our framework imposes no fundamental trade-offs and extends quantum sensing to heterogeneous sensing environments.
• Abstract（参考訳）: 有限駆動パワーは制御フィールドにおける避けられない空間勾配を残し、スピンアンサンブルが標準量子限界感度に達するのを防ぐ。 非均質スピンセンサに対するアンサンブル感度の解析式を導出し、最適スピンサブセットを明らかにする感度閾値を導入する。 パルスおよび連続波磁気計測の両方に適用すると、最適部分集合は、アンサンブルの名目上均一な領域に依存する従来のスキームよりも最大10倍改善される。 位相のみのディジタルホログラフィーを用いて最適部分集合を実装し,残差収差が1dB未満の感度損失をもたらすことを示す。 我々のフレームワークは基本的なトレードオフを課さず、量子センシングを異質なセンシング環境に拡張する。

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