中國科大在量子精密測量領域獲重要進展
時間：2024-01-05 來源：中國新聞網
中新社合肥1月5日電(記者 吳蘭)中國科學技術大學在量子精密測量領域獲重要進展，有望為當前十納米以下芯片中的缺陷檢測提供一種強有力的技術手段。國際學術期刊《自然-光子學》(Nature Photonics)5日在線發表了該進展。
這一重要進展是由中國科學技術大學中國科學院微觀磁共振重點實驗室杜江峰、王亞等人提出基于信號關聯的新量子傳感范式，實現對金剛石內點缺陷的高精度成像。
最近二十多年時間里，量子傳感的發展已經使得很多物理量的測量技術取得了革命性的進展。以磁測量為例，當前實現結構解析的量子傳感范式需要對標記的自旋探測目標進行量子操控，然而自然界中的很多物理現象無法直接操控。此外，當多個探測對象信號重疊相互干擾，單個量子傳感器將無法對信號進行有效提取與分析。
為此，研究團隊提出了一種新的量子傳感范式，并基于自主發展的制備技術，可控制備出相距約200納米的三個氮-空位色心作為量子傳感系統，通過對隨機電場探測展示了這種新的量子傳感范式。
研究團隊使用類似于衛星定位的量子定位技術，成功對微米范圍內16個點缺陷進行了定位，定位精度最高達到1.7納米。基于這種關聯分辨和精確定位的能力，研究團隊還實現了對每個點缺陷電荷動力學的原位實時探測。
這一成果展示了基于量子技術的超高靈敏度缺陷探測，可對0.01ppb級別的缺陷濃度(一千億個正常原子中出現一個缺陷)進行探測。這比目前最靈敏方法的探測極限提升兩個量級以上。
