完成对高频微波的高活络丈量，能够为高场高频磁共振谱学、太赫兹成像乃至天文学观测供给根底支撑。记者近来从中国科学技能大学了解到，该校中科院微观磁共振要点实验室杜江峰、石展开、孔飞等人，根据金刚石氮—空位（NV）色心量子传感器，完成了皮特斯拉水平的高活络微波磁场丈量。该项研讨成果日前宣布在《科学发展》上。
量子传感技能能够极大的提高微波的丈量活络度，现在常见的量子传感器包括里德堡原子、原子磁力计、超导量子干与仪、金刚石NV色心等。其间NV色心体系因共同的载体稳定性和室温大气环境兼容性，成为极具展开前途的固态量子传感器，而提高其勘探活络度是最重要的展开趋势之一。
提高活络度最直接的途径是使用很多NV色心展开并行丈量。因为单个NV色心的尺度只要原子级，即使是毫米级芯片巨细的金刚石中也能够集成数以亿万计的NV色心。可是跟着尺度的添加，对一切的NV色心同步地进行量子调控变得更困难。
为此，研讨人员提出一种无需杂乱量子调控的丈量计划，引进一个稍强的辅佐微波与被测微波干与，发生拍频振动，相应地NV荧光也会发生频率为拍频的振动，其振幅与待测微波振幅成正比，相当于用辅佐微波“扩大”了待测微波。使用该办法，研讨团队在体积为0.04立方毫米、包括2.8×1013个NV色心的金刚石量子传感器上成功完成了微波磁场丈量，比较此前该体系完成的亚微特斯拉目标水平，丈量活络度提高了近10万倍。该办法避免了杂乱的同步量子控制，能够直接推行到包括更多NV色心的更大体积金刚石量子传感器上，未来有望将丈量活络度逐渐提高至更高量级。
该计划为金刚石量子传感体系的小型化和芯片化奠定了根底，一起也向着金刚石量子传感器在无线通信、磁共振检测等范畴的实用化迈出了重要一步。（记者吴长锋）