在量子技术领域，金刚石量子传感研究正成为焦点。加州大学圣巴巴拉分校的阿尼亚·杰伊奇实验室，在材料科学与量子物理学的交叉领域取得了重大进展。该实验室以实验室培育的钻石为材料，探索利用金刚石中人为设计的缺陷(自旋量子比特)进行量子传感。

实验室杰出研究人员莉莲·休斯，在与杰伊奇合著的三篇论文中，首次证明了在金刚石中不仅能排列和纠缠单个量子比特，还能排列和纠缠许多缺陷的二维集合。这一突破使得在固态中实现计量量子优势成为可能，为下一代量子技术发展奠定了基础。休斯表示：“我们可以控制金刚石中氮空位中心自旋的密度和维度，形成致密排列且深度受限的二维层。”

杰伊奇解释，NV色心缺陷具有长寿命的自旋态，可用于量子传感。与以往固态系统中的量子传感实验不同，休斯的研究成果利用了相互作用非常强的密集自旋系综，通过集体行为提供额外量子优势，提高了信噪比和灵敏度。杰伊奇还指出，使用固态材料(如金刚石)比气相原子传感器更易于集成，且能靠近被研究系统，对于探测生物系统等具有潜在应用价值。

此外，杰伊奇实验室还研究了如何通过“挤压”噪声幅度来突破标准量子极限，以及利用同一系统实现计量增益的方法。这些研究为在传感领域实现实用量子优势提供了新思路。杰伊奇表示，目前面临的主要挑战是材料方面，即无法确切控制自旋的位置。但实验室正在研究构建由这些自旋组成的网格，以解决这一挑战。

更多信息： Haoyang Gao 等人，《基于非对称多体回波的固态传感器信号放大》，《自然》(2025)。吴伟杰等，《金刚石中氮空位中心集合的自旋压缩》，《自然》(2025)。Lillian B. Hughes 等人，《(111)取向金刚石中的强相互作用二维偶极自旋系综》，《物理评论X》 (2025)。期刊信息： Nature 、 Physical Review X