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（Tongcang Li 和他的团队在普渡大学开发了具有二维材料的超音量子传感器）
2019 年，在二维材料（六方氮化硼）中发现了称为量子位的自旋缺陷，这可以扩大超薄量子传感领域。这些科学家在他们的发现中遇到了障碍，引发了一场科学竞赛。六方氮化硼中自旋量子比特的灵敏度受到其低亮度和低对比度磁共振信号的限制。上个月，Nature Physics 发表了一篇题为“量子传感器趋于平缓”的文章，强调了这种通过二维材料中的量子位进行传感的新方法的优点并概述了目前的不足。
普渡大学的一个研究小组在开发带二元材料的超音量子传感器的工作中，克服了量子位信号缺陷的挑战。他们在《纳米快报》上发表文章表明，他们已经解决了一些关键问题，并通过实验取得了更好的结果。
物理学和天文学以及电气和计算机工程副教授Tongcang Li 说："我们用一种金膜将自旋量子位的亮度提高了17倍。"金膜支持表面质子，可以加速光子发射，因此我们可以收集更多的光子，更多的信号。此外，我们通过优化微波导的设计，将磁共振信号的对比度提高了 10 倍。因此，我们大大提高了这些自旋缺陷的灵敏度，用于检测磁场、局部温度和局部压力。
该研究受到普渡量子科学与工程研究所、DARPA新生光物质相互作用项目和DARPAQUEST计划的种子赠款；国家科学基金（第1839164号奖）的支持。以及美国能源部科学办公室，国家量子信息科学研究中心，量子科学中心的支持。
该小组在二维材料中将绿色激光和微波应用于这些自旋量子位。然后，在绿色激光的照射下，该材料将发射不同颜色的光子（红色和近红外）。光子发射速率取决于磁场、温度和压力。因此，当磁场、温度或压力发生变化时，这些自旋量子位的亮度会发生变化。因此，他们能够以高灵敏度精确测量磁场。
相关链接：
https://www.nature.com/articles/s41567-021-01338-5
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c02495
https://www.physics.purdue.edu/people/faculty/tcli.php
https://www.purdue.edu/discoverypark/quantum/
https://www.darpa.mil/program/nascent-light-matter-interactions
https://www.darpa.mil/program/quest
