普林斯顿大学和威斯康星大学麦迪逊分校的科学家们开发并演示了一种新技术，该方法使他们能够了解多个原子级量子传感器检测到的磁场是相互关联还是彼此独立的。这种在原子尺度上区分独立和相关环境的能力可能会对医学、导航和探索科学产生巨大的影响。

该团队研究的是一种基于金刚石氮空位(NV)色心的量子传感器。NV色心是金刚石中的一种发光点缺陷。一个氮原子取代金刚石中的一个碳原子，会在临近位置形成一个空位，这样的点缺陷被称为NV色心。

通常，科学家通过对多个读数进行取平均值来测量单个NV色心的磁场强度，或者他们可能会同时检测许多NV色心的平均读数。虽然也有作用，但平均值只能提供不多的信息。举个例子，你知道威斯康星州明天的平均气温将是5℃，这并不能告诉你晚上或该州北部是多少度。

该团队的这种新方法是利用两个NV色心的多次同时读数。然后，通过使用复杂的计算和信号处理技术，他们获得了有关两点磁场之间关系的信息，并可以判断这两个读数是否来自同一来源。

研究人员跟踪了每个NV色心的单次读数，然后应用了一种被称为两个数列的“协方差”的方法——而不是对许多原始值进行平均以得出整体磁场强度。只有当这些微小磁场的单独测量非常可靠时，协方差磁力测量才起作用。

研究人员还使用了一种被称为“自旋电荷转换”的特殊技术，与其他常用工具相比，该技术可产生原始读数，它能包含有关每次测量的更多磁场信息。传统方法必须连续计算10天平均值才能得到一份数据。研究人员表示，使用他们这种新方法，只需一两个小时就能完成。（编译:Qtech）