ナノダイヤモンド磁場イメージング ― 量子計測×機械学習の新展開

September, 6, 2022, 東京--東京大学大学院理学系研究科において小林研介教授、佐々木健人助教、塚本萌太を筆頭とする大学院生らは、同研究科の蘆田祐人准教授とともに、ナノダイヤモンド中の窒素空孔中心の磁場依存性の精密な測定結果を機械学習し、従来法よりも正確性の高い磁場イメージングに成功した。

ダイヤモンド中の窒素空孔中心の電子スピンの量子状態は、室温においても長く保たれ、光学的に読み出せる稀有な特性をもつことから、量子計測に応用されてい.。この研究では、膜状に分布させたナノダイヤモンドの集団の磁場依存性を機械学習することで、精密な磁場イメージングに成功した。ヘルムホルツコイルを用いて精密に磁場を制御しながらダイヤモンドのスペクトルを測定し、モデルフリーな機械学習として知られるガウス過程回帰を用いることで磁場強度を正確に推定する関数の生成に成功した。この研究は、磁性体、電子デバイス、生物、鉱物など、さまざまな形状を持つ測定対象表面の磁場分布を調査において強力なツールとなる。
(詳細は､https://www.s.u-tokyo.ac.jp/)