研究实现纠缠增强纳米尺度单自旋量子传感
微观世界中，电子具有“自旋”的基本属性，这些“自旋”如同一个个微小磁针。材料的较多宏观特性，如磁铁的磁性或超导体的零电阻，皆源于这些微观磁针的排列方式与相互作用。 日前，中国科学技术大学与浙江大学合作，在纳米尺度量子精密测量领域取得进展，首次实现了噪声环境下纠缠增强的纳米尺度单自旋探测。 探测单个自旋，测量物质世界最基础的磁性单元，能够为剖析物性提供新视角，并为发展单分子磁探测技术和推进量子科技奠定基础。但是，物质存在大量自旋，对单个自旋的探测犹如在喧闹的体育场中试图清晰捕捉某个人的低语，这对探测技术提出了严峻挑战。 金刚石氮—空位色心量子传感器，凭借纳米级分辨能力和高灵敏磁探测能力，被视为实现单自旋探测的关键技术途径。研究团队面向单自旋探测科学目标，通过长期积累，发展出高精度的自旋量子调控技术并构建出金刚石量子传感核心器件与装备，同时通过频谱差异识别出带有特殊“标记”的单自旋信号。 但是，在复杂的背景噪声中，如何稳......阅读全文
物理所等首次在单分子磁体中观察到磁介电效应
单分子磁体（single-molecule magnet）是由分立的、无磁性相互作用的纳米尺寸分子单元构成的一类特殊磁体，每个分子都是一个独立的磁性功能单元，其在高温下表现为超顺磁性，在低温下出现磁滞和磁化量子隧穿行为。单分子磁体有望作为信息存储单元，用于实现超高密度信息存储。同时，对单分子磁体
美揭示量子自旋液体的存在机理
据美国物理学家组织网8月15日报道，美国马里兰大学伯克分校联合量子研究所（JQI）、美国国家标准与技术研究院（NIST）和乔治敦大学的科学家揭示了物质的量子状态——自旋液体的存在机理，有望加深科学家对超导性的理解。相关研究结果发表在8月12日出版的《物理学评论快报》上。 自旋
学家实验模拟出量子自旋液体
1965年诺贝尔物理学奖得主菲利普·沃伦·安德森在1973年首次提出一种新物质状态——量子自旋液体。其不同性质在高温超导和量子计算机等量子技术领域有着广阔的应用前景。但问题在于，从未有人见过这种物质状态，至少近50年来一直如此。如今，哈佛大学领导的一个物理学家团队表示，他们终于通过实验模拟并分析
量子材料内首次测量电子自旋
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/6/502752.shtm一个国际研究团队首次成功测量了一类新型量子材料内的电子自旋，这一成就有望彻底改变未来量子材料的研究方式，为量子技术的发展开辟新途径，并在可再生能源、生物医学、电子学、量子计算机等诸多领
“基于核自旋量子调控的固态量子计算研究”通过验收
10月22日，由中国科学技术大学杜江峰教授主持的国家重大科学研究计划“基于核自旋量子调控的固态量子计算研究”项目课题结题验收会在合肥召开。中科院理论物理所于渌院士、中科院武汉物数所叶朝辉院士、清华大学朱邦芬院士等担任课题结题验收组专家。科技部基础司、中科院基础局相关领导以及中国科大校长侯建国等出
潘建伟等实现世界最佳单光子源
2月4日，英国《自然》子刊《自然—纳米技术》以长文形式，发表了中国科学技术大学教授潘建伟、陆朝阳等人关于量子点脉冲共振荧光确定性高品质单光子源的研究工作。这是我国量子点光学量子调控领域发表在《自然》系列期刊上的第一篇论文。 量子点是一种通过分子束外延方法制备的纳米晶体，又被称为“人造原子
中国科大等在微观核磁共振技术方面取得阶段性重要突破
近日，中国科学技术大学杜江峰教授研究组与德国斯图加特大学的J. Wrachtrup教授组合作，成功实现了(5nm)体积样品质子信号的检测，取得微观核磁共振技术的突破性进展。该实验利用掺杂金刚石中距表面7纳米深度的氮-空位单电子自旋作为原子尺度磁探针，分别实现了(5nm)体积液体和固
中科院团队实现光学超分辨成像精度破极限达4.1纳米
中国科大郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室孙方稳研究组，利用光学超分辨成像技术实现了对单个自旋态的纳米量级空间分辨率测量和操控，其成像精度达到4.1纳米。研究成果1月2日发表在《自然》子刊《光：科学与应用》上。 了解微纳尺度物体的物理属性及动力学过程，需要纳米尺寸的探测器，纳米尺度的固态
中国科大等在固态量子计算中退相干研究中取得新进展
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室杜江峰教授领导的研究小组和香港中文大学刘仁保教授合作，在金刚石N-V空位色心构成的单电子自旋体系中观测到了反常退相干现象。反常退相干现象的存在显示出电子自旋周围环境的量子特性以及可控制性。相关工作发表在《自然—通讯》杂志上。该实验结
中科大研制新型量子传感器
记者近日从中科大获悉：该校杜江峰院士领导的中科院微观磁共振重点实验室提出并实现了用于搜寻类轴子的单电子自旋量子传感器，将搜寻的力程拓展到亚微米尺度，可更好地寻找标准模型外的新粒子。该成果发表在著名期刊《自然·通讯》上。 在寻找新粒子诸多解决方案中，一类简单有效的理论假设是引入一类超轻质量的轴子
量子尺度守恒定律获验证
来自芬兰坦佩雷大学及德国、印度的科学家通过实验证实：当单个光子“分裂”为一对光子时，其轨道角动量保持守恒。这项突破性研究首次在量子尺度验证了物理学核心要义之一——守恒定律，为开发应用于计算、通信和传感领域的复杂量子态提供了全新思路。相关成果发表于新一期《物理评论快报》杂志。守恒定律是自然科学的基石，
韩国实现4D观察量子自旋波
韩国浦项科技大学浦项加速器实验室（PAL）科研团队利用第四代线性同步加速器（X射线自由电子激光器）成功实现了对量子自旋波的4D观察。 随着大数据和人工智能的发展，硬盘等海量存储设备变得更加重要。为提高磁性存储设备的容量和处理速度，需要一种快速控制磁性材料特性的技术。科研团队的核心技术就是利用共
全新磁性材料展现量子自旋液态
据物理学家组织网22日报道，一个国际科研团队在寻找新的物质形态方面取得重大突破：他们证明，与钙钛矿相关的金属氧化物TbInO3展现出量子自旋液态，这是科学家很长时间以来一直在追寻的一种物质形态，有望应用于量子计算等领域。 40多年前，诺贝尔物理学奖得主菲利普·安德森从理论上提出了量子自旋液态。
石墨烯中首次演示量子自旋霍尔效应
荷兰代尔夫特理工大学科学家首次在无需外部磁场的条件下，观测到石墨烯中的量子自旋流。这一突破性发现为自旋电子学的发展提供了关键支持，标志着向实现量子计算和先进存储设备迈出了重要一步。相关成果发表于最新一期《自然·通讯》。这是科学家在实验中首次在石墨烯中演示了“量子自旋霍尔效应”。在这种效应下，电子会沿
我所实现胶体量子点自旋的室温超快相干操控
近日，我所光电材料动力学研究组（1121组）吴凯丰研究员团队在量子点自旋光物理研究中取得重要进展，率先实现了室温下对低成本溶液法制备的胶体量子点的自旋相干操控。这一成果在量子信息科学、超快光学相干操控等领域具有重要意义。 量子信息技术是指以微观粒子（或准粒子）的量子态表示信息，并利用量子力学原理
单分子尺度研究领域取得重要突破
近日，松山湖材料实验室生物界面团队与纳米生物材料团队合作，在单分子尺度研究领域取得重要突破，首次揭示了质子化调控的pHLIP（pH低插入肽）构象转变及跨膜动力学过程。相关成果已发表于《美国化学学会纳米杂志》（ACS Nano）。 质子化驱动pHLIP构象变化及插膜动力学过程示意图。研究团队供图
自旋纳米振荡器研究取得突破
现代通讯技术的发展对微波器件的微型化、集成化、宽频化、低功耗等方面要求越来越高，在通讯、雷达、导航、遥感、以及医疗等领域，微波振荡器一直是微波系统不可替代的核心器件。然而，当前主流的微波振荡器，包括耿氏二极管振荡器、三极管振荡器、石英晶体振荡器等，受限于诸如工作频率的调节范围较小（
基于自旋量子调控的固态量子计算研究项目取得系列成果
作为经典计算方式的继承和发展，量子计算能有效处理经典计算科学中的许多具有相当计算复杂度甚至无法完成的难题，比如大数的质因数分解，量子人工智能问题等。图片来源于网络 中国科学技术大学杜江峰主持的重大科学研究计划项目“基于自旋量子调控的固态量子计算研究”发展了先进的自旋实验技术与实验装备，为自旋
科学家发现奇异液态自旋量子－可用于量子计算机
科学家们在剑桥大学主导的研究中发现了一种在40年前被首次预测到的奇异的新状态物质。液态自旋量子是一种物质的神秘状态，它被世人认为暗藏于某些磁性物质，但从未在自然界中被确凿发现据国外媒体报道，科学家们在剑桥大学主导的一项研究中发现了一种在40年前被首次预测到的奇异的新状态物质。这种名为液态自旋量
Nature子刊：自旋极化STM等对量子材料中自旋流的原位探测
近日，北京大学量子材料科学中心韩伟研究员、谢心澄院士和日本理化学研究所Sadamichi Maekawa教授受邀在国际著名刊物 Nature Materials （《自然-材料》)撰写综述文章，介绍“自旋流-新颖量子材料的灵敏探针”这一新兴领域的前沿进展。 自旋电子学起源于巨磁阻效应的发现，在
量子精密测量技术重构纳米级分辨率
微波是指波长在大约在1米至1毫米、对应频率在约300MHz到300GHz范围之间的电磁波，自19世纪末德国物理学家海因里希·赫兹首次产生微波信号以来，微波就被迅速应用到军事国防、雷达通讯中，并且很快扩展到信息技术、导航、半导体器件等领域，体现了一个国家的科技水平和竞争实力。 微小型化、高度集成
成对电子间自旋相关性首次获证
据最新一期《自然》杂志报道，瑞士巴塞尔大学团队首次通过实验证明，来自超导体的纠缠电子对的两个自旋之间存在负相关性，其被认为是进一步开展量子力学现象实验研究的重要一步，也是量子计算机的关键组件。 两个粒子之间的纠缠是量子物理中难以与日常经验相协调的现象之一。如果纠缠在一起，即使相隔很远，这两个粒
新型“触发器”量子比特问世
澳大利亚研究人员最近展示了一种新型量子比特的操作，称为“触发器”量子比特，它结合了单个原子的精巧量子特性和普通电脑芯片电信号的易控性。研究成果发表在《科学进展》上。新南威尔士大学研究团队在世界上率先证明，电子的自旋以及硅中单个磷原子的核自旋可用作量子比特。虽然两个量子比特本身都表现得非常好，但它们的
中国科大等实现天文尺度的量子干涉
中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等和浙江大学王大伟、美国普林斯顿大学Marlan Scully、德国维尔兹堡大学Sven Hofling、美国路易斯安那州立大学Jonathan Dowling、上海纽约大学Tim Byrnes合作，在国际上首次实验观察到量子点单光子和太阳光之间的双光子干涉、量子纠
强磁场中心拓扑绝缘体量子线研究取得新进展
3月28日，国际期刊《自然》子刊《科学报告》(Scientific Reports)发表中科院强磁场科学中心田明亮研究小组的最新科研成果：单晶碲化铋Bi2Te3纳米线中的一维弱反局域化(One-dimensional weak antilocalization in single-cry
表面等离激元首次实现单个量子光源的超分辨选择性激发
光的衍射极限限制了常规光学成像的分辨率和介质光子器件的尺寸，将对光的操控和利用制约在波长水平；而金属纳米结构的表面等离激元可以将光场束缚在纳米结构表面，使突破衍射极限的纳米尺度光操控成为可能。金属纳米线不仅具有显著的局域电磁场增强效应，可以在纳米尺度上增强光与原子、分子、量子点、色心等纳米量子光
超灵敏量子生物传感器能“潜入”细胞读信号
将超灵敏的量子传感器置入活细胞中，用于追踪细胞变化、早期发现癌症和其他疾病，是当前最前沿的研究方向之一。最近，美国芝加哥大学普利兹克分子工程学院研究团队开发出一种全新的金刚石量子生物传感器，不仅能顺利“潜入”细胞内部，还比以往更稳定、更灵敏。相关论文发表在最新一期《美国国家科学院院刊》上。 许
自然科学基金委发布一重大研究计划2024项目指南
关于发布高精度量子操控与探测重大研究计划2024年度项目指南的通告国科金发计〔2024〕139号国家自然科学基金委员会现发布高精度量子操控与探测重大研究计划2024年度项目指南，请申请人及依托单位按项目指南所述要求和注意事项申请。国家自然科学基金委员会2024年6月14日高精度量子操控与探测重大研究
自然科学基金委发布一重大研究计划2024项目指南
关于发布高精度量子操控与探测重大研究计划2024年度项目指南的通告国科金发计〔2024〕139号 国家自然科学基金委员会现发布高精度量子操控与探测重大研究计划2024年度项目指南，请申请人及依托单位按项目指南所述要求和注意事项申请。 国家自然科学基金委员会 2024年6月14日高精度量子操控与
我国学者提出磁性外尔半金属中“自旋轨道极化子”概念
磁性量子材料的缺陷工程及其局域量子态自旋的调控，有望用于构筑未来实用化的自旋量子器件，是目前凝聚态物理研究的热点领域之一。近年来，基于过渡金属的笼目晶格（kagome lattice）化合物成为揭示和探索包括几何阻挫、关联效应和磁性以及量子电子态的拓扑行为等丰富物理学性质的新颖材料平台。在这些近