論文 Real‐Time Nuclear Magnetic Resonance Detection Using Maximum Likelihood Estimation with Single‐Shallow‐Nitrogen‐Vacancy Centers in Quantum Heterodyne Measurements

Akirabha Chanuntranont ; Daiki Saito ; Kazuki Otani ; Tomoki Ota ; Yuki Ueda ; Masato Tsugawa ; Shuntaro Usui ; Yuto Miyake ; Tokuyuki Teraji SAMURAI ORCID (National Institute for Materials Science) ; Shinobu Onoda ; Takahiro Shinada ; Hiroshi Kawarada ; Takashi Tanii

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引用
Akirabha Chanuntranont, Daiki Saito, Kazuki Otani, Tomoki Ota, Yuki Ueda, Masato Tsugawa, Shuntaro Usui, Yuto Miyake, Tokuyuki Teraji, Shinobu Onoda, Takahiro Shinada, Hiroshi Kawarada, Takashi Tanii. Real‐Time Nuclear Magnetic Resonance Detection Using Maximum Likelihood Estimation with Single‐Shallow‐Nitrogen‐Vacancy Centers in Quantum Heterodyne Measurements. physica status solidi (a). 2024, 222 (5), 2400307. https://doi.org/10.1002/pssa.202400307

説明:

(abstract)

ダイヤモンドにある窒素空孔(NV)中心は、非常に有望な量子核磁気共鳴(NMR)センサーです。しかし、表面不純物やアバランシェフォトダイオードからのショットノイズ、量子システム固有のスピン状態投影誤差により、性能が制限されます。NMR信号を検出するためには、データを十分に蓄積するために長時間の測定が必要です。そこで、NMR信号検出のための蓄積時間を短縮する方法が求められています。この論文では、量子ヘテロダインNMR測定のための最大尤度推定(MLE)信号処理のオンライン手法を紹介し、蓄積必要時間を大幅に短縮し、リアルタイムで周波数の正確な推定を可能にします。この成果は、広範囲を調べる際に迅速に信号を確認する必要があるNMR検出の実践者にとって重要です。

権利情報:

  • In Copyright

    This is the pre-peer reviewed version of the following article:Chanuntranont, A., Saito, D., Otani, K., Ota, T., Ueda, Y., Tsugawa, M., Usui, S., Miyake, Y., Teraji, T., Onoda, S., Shinada, T., Kawarada, H. and Tanii, T. (2025), Real-Time Nuclear Magnetic Resonance Detection Using Maximum Likelihood Estimation with Single-Shallow-Nitrogen-Vacancy Centers in Quantum Heterodyne Measurements. Phys. Status Solidi A, 222: 2400307, which has been published in final form at https://doi.org/10.1002/pssa.202400307. This article may be used for non-commercial purposes in accordance with Wiley Terms and Conditions for Use of Self-Archived Versions.

キーワード: 量子センサー, NVセンター, NMR信号検出

刊行年月日: 2024-10-22

出版者: Wiley

掲載誌:

  • physica status solidi (a) (ISSN: 18626319) vol. 222 issue. 5 2400307

研究助成金:

  • Japan Society for the Promotion of Science JP22H01921
  • Japan Society for the Promotion of Science JP18H03766
  • Japan Society for the Promotion of Science JP23H00169
  • Japan Society for the Promotion of Science 20H02187
  • Japan Society for the Promotion of Science 20H05661
  • Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology

原稿種別: 査読前原稿 (Author's original)

MDR DOI: https://doi.org/10.48505/nims.6026

公開URL: https://doi.org/10.1002/pssa.202400307

関連資料:

その他の識別子:

連絡先:

更新時刻: 2025-12-19 16:30:43 +0900

MDRでの公開時刻: 2025-12-19 14:11:51 +0900

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ファイル名 Chanuntranont_PSSA_v1.pdf (サムネイル)
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サイズ 1.95MB 詳細