論文の概要: Nonlinear collective-spin dynamics for quantum-enhanced sensing in solid-state platforms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.00286v1
- Date: Fri, 25 Sep 2026 04:53:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-03 01:19:23.593503
- Title: Nonlinear collective-spin dynamics for quantum-enhanced sensing in solid-state platforms
- Title（参考訳）: 固体プラットフォームにおける量子強調センシングのための非線形集団スピンダイナミクス
- Abstract要約: 固体材料中の集合スピン系は量子増強センシングのための有望なプラットフォームである。
本チュートリアルは, 非線形集団スピン力学を用いて, これらの効果を理解するための材料指向の枠組みを開発する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Collective spin systems in solid-state materials are promising platforms for quantum-enhanced sensing. In systems such as nitrogen-vacancy centers in diamond, donor spins in silicon, and magnetic materials, interactions among many spins can generate collective quantum correlations that improve measurement precision beyond the standard quantum limit. This tutorial develops an intuitive, materials-oriented framework for understanding these effects through nonlinear collective-spin dynamics. We show how nonlinear interactions reshape collective spin states in phase space, redistribute quantum fluctuations, and generate metrologically useful states such as spin-squeezed and entangled states. We then connect these ideal collective dynamics to microscopic interactions and realistic solid-state systems, discussing how interaction strength, disorder, decoherence, and experimental control affect sensing performance. Different platforms and experiments are compared to highlight key material properties, advantages, and limitations. The tutorial focuses on a materials-oriented understanding of nonlinear collective-spin sensing, rather than a comprehensive comparison of experimental platforms or a practical guide to sensing experiments.
- Abstract（参考訳）: 固体材料中の集合スピン系は量子増強センシングのための有望なプラットフォームである。
ダイヤモンドの窒素空孔中心、シリコンのドナースピン、磁気材料などのシステムでは、多くのスピン間の相互作用は、標準量子限界を超える測定精度を向上させるための集合的な量子相関を生成することができる。
このチュートリアルは、非線形集合スピン力学を通してこれらの効果を理解するための直感的で材料指向のフレームワークを開発する。
非線形相互作用は、相空間における集合スピン状態、再帰量子揺らぎ、スピンスクイーズ状態や絡み合った状態のようなメソジカルに有用な状態を生成する方法を示す。
次に、これらの理想的な集合力学を微視的相互作用と現実的な固体系に結びつけ、相互作用の強さ、障害、デコヒーレンス、実験的制御が感知性能にどのように影響するかについて議論する。
異なるプラットフォームと実験は、重要な材料特性、利点、限界を強調するために比較される。
本チュートリアルは, 実験プラットフォームを総合的に比較するよりも, 非線形集合スピンセンシングの材料指向的な理解や, センシング実験の実践的ガイドに重点を置いている。
関連論文リスト
- Precision quantum simulation of magnon spectra and interactions [94.30337065819249]
最大97量子ビットのアナログデジタル超伝導プロセッサを用いて, 2次元XYスピン-1/2マグネットにおける線形および非線形応答関数の高精度シミュレーションを行った。
以上の結果から,ブリュアン帯におけるマグノンの崩壊速度の変動が明らかとなり,バンホーブ特異点付近の増大とエッジ局在モードの抑制が認められた。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-07-14T22:11:22Z) - Nonclassical Driven-Dissipative Dynamics in Collective Quantum Optics [51.56484100374058]
我々は、レーザー場によってコヒーレントに駆動され、フォトニック構造に結合された相互作用量子エミッタのアンサンブルについて研究する。
オフ共鳴仮想状態は、散逸によって人口が増加し、オープンシステムにおけるその役割を再定義する可能性がある。
我々のモデルは、不均一な拡張やデコヒーレンスといった課題に対処し、量子技術における協調的な光物質効果の活用の可能性を示した。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-09-12T20:01:55Z) - Collective many-body dynamics in a solid-state quantum sensor controlled through nanoscale magnetic gradients [0.5797786035713876]
強く相互作用する量子ビットのコヒーレントな集合力学は、量子情報科学における中心的な資源である。
時間依存磁場勾配とダイヤモンド中の高密度電子スピンアンサンブルの大域的コヒーレント制御を組み合わせることで、集合多体ダイナミクスを実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-06-13T16:11:12Z) - Solid-state platform for cooperative quantum dynamics driven by correlated emission [3.609024579243597]
我々は,ハイブリッド固体プラットフォームにおける類似の協調現象の探索のステージを設定した。
我々は、固体スピン欠陥のアンサンブルの量子多体力学の包括的定式化を開発する。
我々の研究は、固体系の量子センシングに対するマルチキュービットアプローチの基礎を築いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-16T13:12:42Z) - Out-of-equilibrium dynamics of quantum many-body systems with long-range interactions [0.0]
原子、分子、光学プラットフォームの実験的進歩は、量子コヒーレント力学への強く幅広い関心を刺激してきた。
本報告では, この分野の最近の進歩について, 体系的, 有機的考察を行う。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-10T18:00:16Z) - Dynamic quantum-enhanced sensing without entanglement in central spin
systems [1.9888283697653608]
中心スピンが周囲のスピンと相互作用する量子多スピン系を提案する。
プローブ状態が製品状態である必要がある間、ハイゼンベルクのスケーリングに到達できることが分かる。
この結果から,現実的な量子中心スピン系において,動的量子強調センシング方式が実現可能であることが示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-04-30T15:24:21Z) - Quantum Sensors for High Precision Measurements of Spin-dependent
Interactions [47.187609203210705]
近年,量子情報科学のための実験手法や技術が急速に進歩している。
スピンベースの量子センサーは、無数の現象を探索するのに使うことができる。
スピンベースの量子センサーは、粒子衝突器や大規模粒子検出器を補完する基礎物理学のテストのための方法論を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-17T17:36:48Z) - Experimental progress on quantum coherence: detection, quantification,
and manipulation [55.41644538483948]
近年、量子コヒーレンスを資源として特徴づけることに大きな関心が寄せられている。
実験を実現するための主なプラットフォームとして、線形光学、核磁気共鳴、超伝導システムについて論じる。
また,コヒーレンスと不確実性の関係,経路情報,および操作と測定のコヒーレンスについて検討した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-14T14:30:47Z) - Simulation of Collective Neutrino Oscillations on a Quantum Computer [117.44028458220427]
本稿では,現在発生している量子デバイスを用いたニュートリノ相互作用系の最初のシミュレーションを行う。
量子ビットの自然接続における制限を克服し、それをリアルタイムに絡み合いの進化を追跡する戦略を導入する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-24T20:51:25Z) - Quantum Non-equilibrium Many-Body Spin-Photon Systems [91.3755431537592]
論文は、非平衡状態における強相関量子系の量子力学に関するものである。
本研究の主な成果は, 臨界ダイナミクスのシグナチャ, 超ストロング結合のテストベッドとしての駆動ディックモデル, キブルズルーク機構の3つにまとめることができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-23T19:05:56Z)
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。