我國科學家實現糾纏增強奈米尺度單自旋量子傳感

　　記者從中國科學技術大學獲悉，該校自旋磁共振實驗室教授王亞等與浙江大學海洋精準感知技術全國重點實驗室合作，在奈米尺度量子精密測量領域取得重要進展，首次實現了噪聲環境下糾纏增強的奈米尺度單自旋探測。相關研究成果於北京時間11月27日在國際權威學術期刊《自然》在線發表。

　　在微觀世界中，電子的「自旋」是其基本屬性之一，如同一個個微小的磁針。材料的許多宏觀特性，如磁鐵的磁性或超導體的零電阻，都源於這些微觀「磁針」的排列與相互作用。

　　研究人員介紹，探測單個自旋，對物質世界最基礎的磁性單元進行測量，不僅能為理解物性提供全新視角，更為發展單分子磁探測技術和推進量子科技奠定堅實基礎。然而，由於物質中含有大量自旋，對單個自旋的探測相當於在喧鬧的體育場中清晰捕捉到某個人的竊竊私語，這對相關技術提出挑戰。

　　金剛石氮-空位色心量子傳感器，因其奈米級的分辨能力和高靈敏的磁探測能力，一直是實現單自旋探測的重要技術途徑。研究團隊朝向單自旋探測的科學目標，通過長期積累，發展出高精度的自旋量子調控技術和金剛石量子傳感核心器件與裝備，在前期工作中已能通過頻譜差異識別出那些帶有特殊「標記」的自旋。

　　研究人員介紹，十多年來，研究團隊著力於高品質金剛石量子傳感器的自主製備，打通了涵蓋二十多道環節的完整工藝流程，掌握了其中的關鍵工藝。他們通過材料製備與量子操控兩條路徑的協同創新，首次成功開發出糾纏增強型奈米單自旋探測技術，在固態體系中實現了對微觀磁信號靈敏度與空間解析度的同步提升，為奈米尺度量子精密測量技術的持續發展鋪平道路。