量子钻石单自旋谱仪

●完善的金刚石量子传感器制备技术，包括超纯金刚石的生长、离子注入和微纳加工工艺，掌握制备长相干时间、高稳定度金刚石量子传感器的核心工艺。

●超高空间分辨率，可实现纳米级尺度磁场、电场、温度的量子精密测量。

●高保真度量子自旋态调控技术，自主研发的具备50皮秒时间精度宽带高功率微波调制部件，实现对自旋低噪声、高效、快速的量子相干操控。

●可进行长时间无人值守实验，智能化仪器控制与信号采集系统，包括：色心自动实验、光路自动校准、磁场自动调节等。

●微观磁共振●

利用NV色心与外界电子自旋的相互作用，实现了在室温大气环境下，单个蛋白质分子的电子顺磁共振谱学研究。实现纳米尺度甚至单自旋水平对微观物质单元的测量，可以获取被系综统计平均所掩盖的个体信息，从而更本质地理解物质的结构与性质。

●量子计算●

NV色心的基态可以等效为自旋为1的电子自旋，其中的两个自旋能级可以用来编码量子比特。结合N（N的两种同位素¹⁴N和¹⁵N均具有核自旋）以及近邻的¹³C核自旋，每个NV色心可以与附近的核自旋组成数个量子比特。通过施加激光实现对NV色心电子自旋的初始化和读出，施加微波和射频脉冲实现量子逻辑门。目前NV色心自旋体系的单比特量子逻辑门的保真度可达99.9952 %。