科学家于2019年在二维材料六方氮化硼中发现了被称为自旋缺陷的量子比特，这可以扩大超薄量子传感的应用领域。但科学家在他们的发现中遇到了一些障碍，科学家发现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，这引发了一场解决这些问题的科学竞赛。

上个月，Nature Physics杂志发表了一篇题为“量子传感器趋于平缓”的文章，该文强调了通过这种二维材料中的量子比特开发新量子传感器的优点，并概述了目前该技术上的不足之处。

普渡大学的一组研究人员在用二维材料开发超薄量子传感器的工作中接受了克服量子比特信号缺陷的挑战。该团队在Nano Letters上发表的文章表明，他们已经找到一些关键问题的解决办法，并通过实验取得了很好的结果。

该研究小组将绿色激光和微波应用在二维材料中的这些自旋量子比特上。然后，该材料将在绿色激光的照射下发射不同颜色(红色和近红外)的光子。光子发射率取决于磁场、温度和压力。因此，这些自旋量子比特的亮度会随着磁场、温度或压力的变化而变化。这使得他们能够以高灵敏度准确测量磁场。

普渡大学物理学和天文学以及电气和计算机工程副教授TongCang Li说：“我们通过使用金膜将自旋量子比特的亮度提高了17倍。这种金膜表面可以支持能加速光子发射的等离子体，因此我们可以收集更多的光子，从而收集更多的信号。此外，我们通过优化微波波导的设计，将其磁共振信号的对比度提供了10倍。因此，我们大大的提高了利用这些自旋缺陷来检查磁场、局部温度和局部压力的灵敏度。”（编译:Qtech）