論文の概要: Suppressing Detuning-Induced Bias in Ramsey Magnetometry with Composite Pulses

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.13422v1
• Date: Wed, 15 Jul 2026 03:50:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-16 16:39:12.634317
• Title: Suppressing Detuning-Induced Bias in Ramsey Magnetometry with Composite Pulses
• Title（参考訳）: 複合パルスを用いたラムゼイ磁力計における変形誘起バイアスの抑制
• Abstract要約: 本研究では,実際のスピン周波数と名目スピン周波数の間の未知のデチューニングの下で,単一量子ラムゼイ磁力計について検討する。 我々は、デチューニングがどのように見積をバイアスするかを分析し、全体の推定誤差が標準量子限界に従わないようにする。
• 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: Quantum sensing estimates a physical parameter encoded in the state of a probe; with independent spin probes the precision follows the standard quantum limit. Studies of sensing precision often assume that the parameters entering the model, such as the noise, are known. In practice these parameters are not always known, and a mismatch between the assumed and actual values induces a systematic error. Here we study single-qubit Ramsey magnetometry of a DC magnetic field under an unknown detuning between the actual and nominal spin frequencies: A first pulse puts the qubit into a superposition of its two states, the field to be sensed then adds a relative phase during an exposure stage, and a second pulse enables the readout. In our setting, the field acts only during the exposure stage, whereas the detuning acts throughout the whole protocol. We analyze how the detuning biases the estimate, preventing the total estimation error from following the standard quantum limit. We then construct a composite-pulse preparation and readout that exploits the difference in the intervals over which the field and the detuning act to cancel the detuning to first order. We evaluate the performance of this composite-pulse protocol and show that it suppresses the detuning-induced bias.
• Abstract（参考訳）: 量子センシングは、プローブの状態に符号化された物理パラメータを推定する。 センシング精度の研究は、しばしば、ノイズのようなモデルに入るパラメータが知られていると仮定する。 実際には、これらのパラメータは必ずしも知られておらず、仮定値と実際の値のミスマッチは、体系的なエラーを引き起こす。 本稿では、実際のスピン周波数と名目スピン周波数の間の未知の偏差の下で、直流磁場の単量子ラムゼイ磁力計について検討する: 第一パルスは、量子ビットをその2つの状態の重畳に置き、その2つの状態が知覚される磁場は、露光段階で相対位相を付加し、第二パルスは読み出しを可能にする。 我々の設定では、フィールドは露光段階でのみ作用するが、デチュニングはプロトコル全体を通して作用する。 我々は、デチューニングがどのように見積をバイアスするかを分析し、全体の推定誤差が標準量子限界に従わないようにする。 次に、フィールドとデチューニング法がデチューニングを1次にキャンセルする間隔の違いを生かした複合パルス準備と読み出しを構築する。 本稿では, この複合パルスプロトコルの性能評価を行い, 劣化によるバイアスを抑制することを示す。

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