論文の概要: Quantum Lock-In Detection via Successive Adiabatic Evolution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.15121v1
• Date: Thu, 16 Jul 2026 15:29:48 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-17 17:01:33.158348
• Title: Quantum Lock-In Detection via Successive Adiabatic Evolution
• Title（参考訳）: 逐次的断熱進化による量子ロックイン検出
• Authors: Kangze Li, Siqi Chen, Hao Zhang, Jiazhao Tian, Liantuan Xiao, Gerardo Adesso,
• Abstract要約: 本稿では,連続的な量子断熱進化を用いて量子ロックイン検出を実現するための一般的なプロトコルを提案する。 本稿では,ダイヤモンド中の窒素空孔中心に基づく断熱型量子ロックイン検出の実用化手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.904706393968802
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In recent years, quantum lock-in detection has emerged as a promising technique to accurately detect weak signals submerged in background noise. However, the signal-to-noise ratio of existing protocols is severely limited by spectral leakage resulting from control operations implemented in pulse form. Here, we propose a general protocol for realizing quantum lock-in detection by employing successive quantum adiabatic evolution. In our protocol, the signal modulation is achieved by adiabatically controlling the time evolution of the quantum probe, which enables the implementation of triangular modulation functions. The realization of triangular-wave modulation fundamentally solves the problem of spectral leakage and facilitates the extraction of the complete characteristics of the target signals. We present a practical implementation scheme of adiabatic quantum lock-in detection based on nitrogen-vacancy centers in diamond, and demonstrate that the proposed protocol possesses strong resilience against experimental imperfections. Our results establish adiabatic quantum lock-in detection as a robust and experimentally accessible approach to detection of weak alternating signals in noisy environments, thus promoting the advance of real-world quantum sensing technologies.
• Abstract（参考訳）: 近年,暗騒音の弱い信号を正確に検出する技術として量子ロックイン検出が登場している。 しかし、既存のプロトコルの信号対雑音比は、パルス形式で実装された制御操作によるスペクトルリークによって著しく制限される。 本稿では,連続的な量子断熱進化を用いて量子ロックイン検出を実現するための一般的なプロトコルを提案する。 我々のプロトコルでは、信号変調は、三角変調関数の実装を可能にする量子プローブの時間発展を理論的に制御することで達成される。 三角波変調の実現は、スペクトルリークの問題を根本的に解決し、ターゲット信号の完全な特性の抽出を容易にする。 本稿では,ダイヤモンド中の窒素空孔中心に基づく断熱型量子ロックイン検出の実践的実装について述べる。 本研究は, 雑音環境下での弱い交互信号検出のための頑健かつ実験的に利用できるアプローチとして, 断熱型量子ロックイン検出を確立し, 現実の量子センシング技術の進歩を促進するものである。

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