近日，中国科技大学微磁共振重点实验室杜江峰院士、王亚教授在量子精密测量领域取得了重要进展，提出了基于信号关联的新量子传感范式，实现了金刚石内点缺陷的高精度成像，实时观察了点缺陷的电荷动力学。相关研究结果最近在网上发表在《自然光子学》上。
在这项工作中，研究小组提出了一种新的量子传感范式，即利用多个量子传感器之间的信号关联，提高复杂对象的分析能力和重构精度。基于氮空位色心制备技术的独立发展，研究小组可以控制三个氮空位色心作为量子传感系统，通过随机电场检测显示这种新的量子传感范式。
金刚石是一种性能优异的宽禁带半导体材料。材料中点缺陷的电荷动力学会带来随机的电场噪声。研究小组成功定位了微米范围内的16个点缺陷，最高定位精度为1.7纳米。基于这种相关的区分和准确定位能力，他们还实现了每个点缺陷电荷动力学的原位实时检测，为研究体材料内部点缺陷的性质提供了新的方法。
据研究人员介绍，该结果显示了基于量子技术的超高灵敏度缺陷检测，甚至可以在1000亿个正常原子中检测到一个缺陷。这比目前最敏感的检测方法提高了两个以上的数量级，预计将为当前10纳米以下芯片中的缺陷检测提供强有力的技术手段。