量子精密测量领域获重要进展_科技资讯

大可数学人生工作室

2024-01-09 19:03:32

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中国科学技术大学在量子精密测量领域获重要进展，有望为当前十纳米以下芯片中的缺陷检测提供一种强有力的技术手段。国际学术期刊《自然-光子学》(Nature Photonics)5日在线发表了该进展。

这一重要进展是由中国科学技术大学中国科学院微观磁共振重点实验室杜江峰、王亚等人提出基于信号关联的新量子传感范式，实现对金刚石内点缺陷的高精度成像。

最近二十多年时间里，量子传感的发展已经使得很多物理量的测量技术取得了革命性的进展。以磁测量为例，当前实现结构解析的量子传感范式需要对标记的自旋探测目标进行量子操控，然而自然界中的很多物理现象无法直接操控。此外，当多个探测对象信号重叠相互干扰，单个量子传感器将无法对信号进行有效提取与分析。

为此，研究团队提出了一种新的量子传感范式，并基于自主发展的制备技术，可控制备出相距约200纳米的三个氮-空位色心作为量子传感系统，通过对随机电场探测展示了这种新的量子传感范式。

研究团队使用类似于卫星定位的量子定位技术，成功对微米范围内16个点缺陷进行了定位，定位精度最高达到1.7纳米。基于这种关联分辨和精确定位的能力，研究团队还实现了对每个点缺陷电荷动力学的原位实时探测。

这一成果展示了基于量子技术的超高灵敏度缺陷探测，可对0.01ppb级别的缺陷浓度(一千亿个正常原子中出现一个缺陷)进行探测。这比目前最灵敏方法的探测极限提升两个量级以上。(完)

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