磁共振成像(MRI)技术改变了我们观察肌肉、韧带和器官的方式。新的技术发展承诺将把MRI技术降低到分子水平，以帮助我们更好地识别破坏人体的疾病。

Raffi Budakian是滑铁卢大学纳米级磁共振成像实验室的首席研究员、量子计算研究所(IQC)的成员以及滑铁卢物理与天文学系的教授，他正在开发一种技术，能将MRI功能降低到原子级尺度。

MRI通常在毫米级的尺度下工作。Budakian的实验室使用埃米尺度作为探索分子成像的测量方法。埃米是一种长度的公制单位，比毫米小1000万倍。非常精确的埃米尺度需要极高的灵敏度，以便于在分子水平而不是物理水平上进行测量。

Budakian的团队使用量子传感器设计了一种在纳米级尺度上产生磁场的新方法，它能用于成像和控制核自旋。因为自旋也是量子力学性质的，所以它们被用于在100纳米数量级的非常短尺度上使用非常强的磁场进行探测。这使得使用毫米尺度的MRI相比之下显得无比巨大。

Budakian对这种新的成像技术感到兴奋，他的团队将其称为核磁共振衍射(NMRD)，因为衍射是分析具有晶体结构的材料(例如蛋白质)的非常强大的工具。他说：“在高层次上，这项工作可用于开发量子技术来研究蛋白质结构和动力学。了解蛋白质的结构对于药物开发来说是至关重要的。”

这些晶体结构材料包括了导致帕金森氏症和阿尔茨海默氏症等疾病的病毒颗粒以及蛋白质相关的生物学样本。获得这些材料的清晰图像可能会对医学产生巨大的影响，例如能寻找更好的治疗方法和更深入地了解复杂的生物分子等。

现在，Budakian的团队已经找到了一种使用NMR进行衍射的方法，它的测量精度能精确到几分之一埃米。现在他们已准备好对他们的机器和技术进行广泛的测试。

Budakian说：“我们的近期目标是使用NMRD进行三维晶体结构测定，这是我们对蛋白质结构进行成像所需要的。我希望这会激发其他人研究这项技术，然后进一步发展它。”

在滑铁卢大学“变革量子技术”计划的财政支持下，Budakian的微型成像技术有望对未来的人类健康和福祉产生重大影响。（编译:Qtech）