中国科学家在纳米尺度量子精密测量领域取得重大进展

原标题：我们的科学家在纳米级量子精密测量领域取得了重大进展。近日，中国科学技术大学自旋磁共振实验室王亚教授等人与浙江大学海洋精密传感技术国家重点实验室合作，在纳米尺度量子精密测量领域取得重大进展。首次在嘈杂的环境中实现了纠缠增强的纳米级单自旋检测。相关研究结果在线发表在《自然》杂志上。
在显微镜世界中，电子的“自旋”是其基本属性之一，就像小磁针一样。材料的许多宏观特性，例如磁体的磁性和超导体的零电阻，都是由这些微观“磁针”的排列和相互作用产生的。
个体检测对物质世界最基本的磁性单元的针脚和测量不仅为理解凝聚态物质的性质提供了新的见解，而且为单分子磁性探测技术的发展和量子技术的进步奠定了坚实的基础。但由于物质包含许多旋转，检测单个旋转构成了技术挑战，相当于清楚地捕捉到在喧闹的体育场里窃窃私语的人。
金刚石氮空位色心量子传感器因其纳米级分辨率和灵敏的磁传感能力一直是实现单自旋探测的重要技术方法。 “为了实现探测独特自旋的科学目标，我们开发了高精度量子自旋控制技术。” 离子和核心金刚石量子传感器件和设备经过长期研究。在初步工作中，我们能够识别由于光谱差异而具有特殊“标记”的独特自旋”一名团队成员告诉记者。
据了解，研究团队十多年来专注于高品质金刚石量子传感器的独特制备，开发出涵盖20多个键合的完整工艺，并掌握了关键工艺。他们通过在材料制备和量子操控方面的协同创新，成功研发出首个纠缠增强型单纳米自旋传感技术，实现了固态系统中微观磁信号的灵敏度和空间分辨率的同步提升，为纳米尺度量子精密测量技术的持续发展铺平了道路。
据了解，这项创新技术取得了三项重要进展。一是识别和检测两个相邻的“暗”电子自旋。在噪声环境下，检测灵敏度比单个传感器提高3.4倍。然后您可以监控不稳定的转向信号实时并主动调整它们。
这一成果不仅实验验证了量子纠缠在纳米尺度传感中的优势和巨大潜力，而且证明了金刚石量子传感器可以作为强大的纳米磁力计，为原子水平上的量子材料研究打开新的窗口，为凝聚态物理、量子生物学和化学领域提供创新的研究工具。与之相关的金刚石氮空位色心的可控制备和量子纠缠控制技术也是在室温下进行金刚石量子计算的重要基础。 （丁毅 记者 张赫）
（编辑：李芳、孙静）
分享出去让更多人看到。