論文の概要: Zero bias field selective transition adressing of the NV center via pulse shaping

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.18887v1
• Date: Wed, 16 Sep 2026 16:21:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-20 08:55:53.893118
• Title: Zero bias field selective transition adressing of the NV center via pulse shaping
• Title（参考訳）: パルス整形によるNV中心のゼロバイアス場選択遷移補正
• Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔中心は、ベクトル磁気学の主要な基盤である。 NV磁気センサは、基底状態のスピンサブレベルの縮退性を持ち上げるために外部バイアス場に依存する。 我々は,NVアンサンブルの選択的かつロバストな操作を可能にする最適化に基づくパルス整形制御フレームワークを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond are a leading platform for vector magnetometry, offering intrinsic sensitivity to both the magnitude and direction of magnetic fields. NV magnetometers typically rely on an external bias field to lift the degeneracy of the ground-state spin sublevels, enabling spectral discrimination of different NV orientations and spin transitions. At high accuracy, however, such a bias field systematically introduces errors through thermal, mechanical, and hysteretic drifts, thus hindering the accurate measurement of the magnetic field of interest. Several strategies have been proposed to address this limitation, including optical polarization-based orientation labeling, optical anisotropy, strong coupling to nearby nuclear spins, circular microwave polarization, and tailored pulse sequences. In this work, we introduce an optimization-based pulse-shaping control framework that enables selective and robust manipulation of NV ensembles without relying on a static bias field. Our method achieves both orientation-selective and subspace-selective control through optimal temporal modulation of the driving fields, providing a route to resolving spectral overlaps in degenerate NV systems.
• Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心はベクトル磁気学の主要な基盤であり、磁場の大きさと方向の両方に固有の感度を与える。 NV磁力計は、通常、基底状態のスピンサブレベルを退化させるために外部バイアス場に依存し、異なるNV配向とスピン遷移のスペクトル識別を可能にする。 しかし、高い精度で、そのようなバイアス場は、熱的、機械的、ヒステリックなドリフトによるエラーを体系的に導入し、磁場の正確な測定を妨げる。 光学偏光に基づく配向ラベリング、光学異方性、近傍の核スピンとの強い結合、円形のマイクロ波偏光、パルス列の調整など、この制限に対処するいくつかの戦略が提案されている。 本研究では,静的バイアス場に依存することなく,NVアンサンブルの選択的かつロバストな操作を可能にする,最適化に基づくパルス整形制御フレームワークを提案する。 本手法は, 最適時間変調による方向選択制御と部分空間選択制御の両方を実現し, 縮退したNV系におけるスペクトル重なりを解消する経路を提供する。

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