JPWO2021054141A5 - - Google Patents

Claims (12)

1. 測定対象との相互作用により変化する量子センサ素子の電子スピン状態を操作するための電磁波を、π／２パルス間の時間τが前記測定対象の物理量の強度に応じた可変値であるパルスシーケンスにて、前記量子センサ素子に照射する照射部と、
   前記測定対象と相互作用した後の前記電子スピン状態に基づいて、前記測定対象の前記物理量を算出する物理量測定部と、
   を備える、測定装置。
2. 前記照射部は、操作用の前記電磁波を、前記π／２パルス間の前記時間τが異なる複数のパルスシーケンスにて、前記量子センサ素子に照射する、請求項１に記載の測定装置。
3. 前記物理量測定部は、複数の前記パルスシーケンスによる複数の前記電子スピン状態を、推測統計学の手法に基づいて組み合わせて、前記物理量を算出する、請求項２に記載の測定装置。
4. 前記推測統計学の手法はベイズ推定である、請求項３に記載の測定装置。
5. 前記パルスシーケンスは、
   量子化軸に沿った電子スピンを、前記量子化軸に垂直な平面に傾ける第１のπ／２パルスの照射と、
   前記第１のπ／２パルスから第１の時間τ_１後に、前記測定対象との相互作用により位相緩和された前記電子スピンを前記平面内において反転させるπパルスの照射と、
   前記πパルスから第２の時間τ_２後に、位相緩和された前記電子スピンを前記量子化軸に射影する第２のπ／２パルスの照射と、
   を含み、
   前記第１の時間τ_１および前記第２の時間τ_２は、前記測定対象の前記物理量の強度に応じた可変値である、請求項１から４のいずれか一項に記載の測定装置。
6. 前記パルスシーケンスは、
   量子化軸に沿った電子スピンを、前記量子化軸に垂直な平面に傾ける第３のπ／２パルスの照射と、
   前記第３のπ／２パルスから第３の時間τ_３後に、前記測定対象との相互作用により位相緩和された前記電子スピンを前記量子化軸に射影する第４のπ／２パルスの照射と、
   を含み、
   前記第３の時間τ_３は、前記測定対象の前記物理量の強度に応じた可変値である、請求項１から４のいずれか一項に記載の測定装置。
7. 前記物理量測定部は、
   前記測定対象と相互作用した後の前記電子スピン状態の位相の情報を読み出すための光を、前記量子センサ素子に照射する光照射部と、
   前記光の照射によって前記量子センサ素子に生じる変化を検出する検出部と、
   前記検出された変化から前記位相の情報を読み出し、読み出した前記位相の情報に基づいて前記物理量を算出するデータ処理部と、
   を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の測定装置。
8. 前記量子センサ素子は、色中心を有するセンサ素子である、請求項１から７のいずれか一項に記載の測定装置。
9. 前記色中心は、炭素原子を置換した窒素（Ｎ）と前記窒素に隣接する空孔（Ｖ）との複合体である、請求項８に記載の測定装置。
10. 前記物理量測定部は、電子スピンとの相互作用に関連する前記物理量として、磁場、電場、温度および力学量のうち、少なくとも一つを算出する、請求項１から９のいずれか一項に記載の測定装置。
11. 測定対象との相互作用により変化する量子センサ素子の電子スピン状態を操作するための電磁波を、π／２パルス間の時間τが前記測定対象の物理量の強度に応じた可変値であるパルスシーケンスにて、前記量子センサ素子に照射するステップと、
    前記測定対象と相互作用した後の前記電子スピン状態に基づいて、前記測定対象の前記物理量を算出するステップと、
    を含む、測定方法。
12. 前記物理量を算出するステップは、
    前記測定対象と相互作用した後の前記電子スピン状態の位相の情報を読み出すための光を、前記量子センサ素子に照射するステップと、
    前記光の照射によって前記量子センサ素子に生じる変化を検出するステップと、
    前記検出された変化から前記位相の情報を読み出し、読み出した前記位相の情報に基づいて前記物理量を算出するステップと、
    を含む、請求項１１に記載の測定方法。