量子传感是一项尖端技术，利用原子尺度的量子系统以极高的精度测量电磁场和旋转、加速度、距离等各种性质。这种传感技术的进展潜力巨大，有望彻底改变脑成像和空中交通管制等领域。
量子传感的一个令人兴奋的发展涉及使用钻石内的微小缺陷来创建量子位，即量子设备的基本构建单元。麻省理工学院和其他机构的研究人员在识别和控制更多这些缺陷方面取得了重大进展，这可能导致创建更大更灵敏的量子系统。
研究人员开发的技术关注钻石中一种特定的缺陷，称为氮空位（NV）中心。通过使用激光和微波脉冲，科学家们可以检测和操作这种缺陷。然而，这种新方法不仅限于NV中心，还将控制扩展到更暗、看不见的缺陷，即被称为暗自旋的缺陷。
为了实现这一目标，研究人员建立了一个连接自旋的网络，将NV中心作为中央自旋。他们将NV中心与附近的暗自旋相连，然后使用这个暗自旋作为探针来定位和控制无法被NV中心直接检测到的更远的自旋。这个过程可以重复进行，以建立更长的自旋控制链。
通过进入未知领域并冒险尝试，研究人员发现了有利于量子位的新可能性。控制暗自旋的能力扩展了量子寄存器的潜力，量子寄存器是一组量子位，可提高量子传感器的性能。
研究人员利用一种称为自旋回波双共振（SEDOR）的技术，利用微波脉冲有选择地将NV中心与附近的自旋配对。他们通过磁相互作用将极化从NV中心转移到第一层自旋，以识别第二层自旋。通过应用精确的微波脉冲，他们成功地控制和传递自旋链上的极化。
这一突破不仅可以构建具有更高层自旋的更大量子寄存器，还揭示了以前未发现的缺陷。研究人员优化了精确微波脉冲的协议，以确保实验装置的稳定性，并最大限度减少外部因素引起的干扰。
随着我们继续探索未知领域，量子传感和控制的这些进展将使我们更接近充分利用量子技术在各种应用中的潜力。操纵暗自旋的能力为量子传感开辟了新的道路，为更强大的量子设备铺平了道路。
常见问题解答：
什么是量子传感？
量子传感是一种尖端技术，利用原子尺度的量子系统以异常的精度测量电磁场和旋转、加速度、距离等性质。它有望彻底改变脑成像和空中交通管制等领域。
钻石中的微小缺陷有什么重要性？
钻石内的微小缺陷，例如氮空位（NV）中心，可以用来创建量子位，即量子设备的构建基块。研究人员在识别和控制这些缺陷方面取得了进展，这可能实现创建更大更先进传感的量子系统。
什么是暗自旋？
暗自旋是钻石中与NV中心不同的看不见的缺陷。研究人员开发了一种新方法，可以控制和操作这些暗自旋。通过建立连接的自旋网络，他们可以定位和控制NV中心无法直接检测到的远端自旋。
研究人员使用什么技术来控制自旋？
研究人员利用称为自旋回波双共振（SEDOR）的技术，使用微波脉冲有选择地将NV中心与附近的自旋配对。通过磁相互作用将极化沿自旋链传递，他们成功地控制和操作自旋。
控制暗自旋的好处是什么？
控制暗自旋扩展了量子寄存器的潜力，量子寄存器是一组增强量子传感器性能的量子位。这一突破使得构建具有更高层自旋的更大量子寄存器成为可能，并揭示了以前未发现的缺陷，为量子传感开辟了新的途径。
关键定义：
– 量子传感：利用原子尺度的量子系统以高精度测量电磁场和性质的技术。
– 量子位：量子设备的基本构建单元。
– NV中心：钻石中一种特定缺陷，称为氮空位中心。
– 暗自旋：钻石中与NV中心不同的看不见的缺陷。
– 量子寄存器：增强量子传感器性能的量子位集合。
– 自旋回波双共振（SEDOR）：使用微波脉冲操作和控制自旋的技术。
建议相关链接：
[麻省理工学院](https://www.youtube.com/embed/2oNQa_Mb2j8)
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