論文の概要: Optimized Dynamical Decoupling for Spin Ensembles with Large Inhomogeneities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.39693v1
- Date: Thu, 29 Oct 2026 09:32:28 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-11-02 22:57:25.445294
- Title: Optimized Dynamical Decoupling for Spin Ensembles with Large Inhomogeneities
- Title（参考訳）: スピンアンサンブルの非均一性を考慮した最適動的デカップリング
- Abstract要約: 我々はスピンアンサンブルにおけるコヒーレンス保護と量子センシングのためのプロトコルを開発する。
信号のコントラストが向上し,メモリのオーダー・オブ・マグニチュードが増大することを示す。
このプロトコルは一般に高振幅および/または周波数不均一性を持つシステムに適用できる。
- 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: Spin ensembles show increasing promise for highly efficient quantum sensing and quantum technologies. However, protecting their coherent properties remains a significant challenge. Dynamical decoupling (DD) typically employs a sequence of fast pulses that aim to reduce the effect of unwanted system-environment interactions. However, the performance of the DD sequences typically suffers in spin ensembles, e.g., due to amplitude and frequency inhomogeneities and control errors. In this work, we compare the performance of an extensive number of DD protocols for coherence protection and quantum sensing in an ensemble of negatively charged NV centers under ambient conditions. We identify the optimal approach that uses rapid adiabatic passage pulses, which are robust to amplitude and frequency inhomogeneity, in combination with the variation of their phases. We experimentally demonstrate an improved signal contrast and an order-of-magnitude increase in memory time with the optimal sequence compared to the widely used XY8 with standard rectangular pulses. We also apply our approach for improved sensing of a weak oscillating field. While our particular demonstration is with NV centers in diamond, the optimized protocol is generally applicable to other spin ensembles and to systems with high amplitude and/or frequency inhomogeneities.
- Abstract（参考訳）: スピンアンサンブルは、高効率な量子センシングと量子技術への期待が高まっている。
しかし、コヒーレントな財産を保護することは依然として大きな課題である。
動的デカップリング(DD)は通常、望ましくないシステム-環境相互作用の効果を減らすことを目的とした一連の高速パルスを用いる。
しかし、DD配列のパフォーマンスは通常、振幅と周波数の不均一性および制御誤差のためにスピンアンサンブル(例えば、g)に悩まされる。
本研究では、環境条件下での負電荷NV中心のアンサンブルにおけるコヒーレンス保護と量子センシングのための多数のDDプロトコルの性能を比較した。
振幅と周波数の不均一性に頑健な急速断熱パルスを位相の変動と組み合わせた最適手法を同定する。
信号のコントラストの改善と、標準長方形パルスを用いた広く使われているXY8と比較して、最適なシーケンスでメモリ時間のオーダー・オブ・マグニチュードの増加を実験的に示す。
また,弱振動場検出の精度向上に本手法を適用した。
特に、ダイヤモンド中のNV中心では、最適化されたプロトコルは他のスピンアンサンブルや高振幅および/または周波数不均一性を持つシステムに適用できる。
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