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近日，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)發(fā)布消息稱(chēng)，該校固體物理實(shí)驗室研發(fā)成功一種可精確測定電磁波頻率的量子傳感器。
瑞士研發(fā)可精確測定電磁波頻率的量子傳感器
這種量子傳感器的基礎材料是寶石，具有完好的由碳原子形成的晶格，通過(guò)將氮原子滲入其中，氮原子取代其中的部分碳原子并在氮原子附近的晶格中形成“空穴”，形成所謂“氮-空穴-中心”，這種空穴是具有兩個(gè)能級態(tài)的量子系統(量子比特)，借助微波或激光作用可對其狀態(tài)進(jìn)行調控，將其置于一種處于兩個(gè)能態(tài)復合的狀態(tài)，可測量微弱的電場(chǎng)或磁場(chǎng)。
因這種相干狀態(tài)持續時(shí)間很短，很快會(huì )被外界干擾破壞，所以一次測量難以獲得精確結果?？蒲袌F隊通過(guò)多次反復測量來(lái)“延長(cháng)”測量的時(shí)間，并研發(fā)出一種精確的“時(shí)鐘”實(shí)現多次測定結果的同步。實(shí)驗結果顯示，這種量子傳感器的測量精度達到百萬(wàn)分之一赫茲，而且靈敏度極高，實(shí)際測定的信號強度為170微特斯拉，只相當于地球表面磁場(chǎng)強度的百分之一，信噪比達到10000比1。
這種量子傳感器可制成納米尺度的探針，配合核磁共振技術(shù)，用于研究物質(zhì)微觀(guān)結構、分子原子運動(dòng)過(guò)程等。
