我首次在固态体系实现突破标准量子极限的磁测量

  

  记者从中国科学技术大学获悉，该校中国科学院微观磁共振重点实验室杜江峰、石发展等人，基于金刚石固态单自旋体系在室温大气环境下实现了突破标准量子极限的磁测量，该成果日前发表在《科学进展》上。

  测量是人类认知自然的重要手段，很多测量行为都受到一个叫做标准量子极限的限制，但这并非最本质的极限，可通过量子纠缠突破这一限制，并逼近一个更根本的极限——海森堡极限。在过去几十年里，离子阱、原子系综、光子等很多体系都已经展示了突破标准量子极限的能力，其中一些已应用于光钟和引力波探测等领域。

  近期发展起来的固态单自旋体系——金刚石中的氮—空位色心（NV色心），得益于固态晶格的保护，其可以很好地工作在室温大气环境下。然而，固态晶格在保护NV色心的同时，其本身相较于真空也是一种更复杂、混乱的环境。这使得确定性地制备自旋纯态、高保真度的自旋操控等都变得十分困难，因此尽管在该体系上有一些与标准量子极限相关的工作，但突破标准量子极限仍未实现。

  为了突破标准量子极限，研究团队综合发展了一系列技术。基于这些技术，研究人员在基于NV色心的固态自旋体系中成功地突破了标准量子极限。其中，在真实噪声环境下，利用双量子比特和三量子比特对相位的测量，它的灵敏度分别突破了标准量子极限1.79dB和2.77dB；利用双量子比特对真实磁场的测量，它的灵敏度突破了标准量子极限0.87dB。

  这一成果所采用的技术有很多实际的应用，对于NV色心在生命科学、凝聚态物理等领域的应用有重要推动作用，有助于新现象新规律的发现。这项研究发展的技术，可以很自然地推广到其他固态自旋体系，对于固态体系量子精密测量和量子计算的发展都具有基础性的推动作用。（记者吴长锋）

  据日前召开的全国农业科学技术工作会议消息：围绕建设农业强国战略需求，我国将谋划设立一批重点实验室、大科学装置，建设一批农业科学实验站和数据中心，全力发展新型研发机构，抓好国家农业高新技术产业示范区建设。

  钙钛矿太阳能电池作为一种新兴清洁能源，为光伏行业高水平质量的发展注入了新动能。近日，北京大学联合国内外多个研究组，提出高密勒指数晶面相干生长提升钙钛矿太阳能电池性能的新策略。相关研究成果发表于《自然》。

  24日，国家航天局在北京举办实践十九号卫星载荷交付仪式。此次交付的实践十九号卫星搭载载荷包括主粮作物、经济作物、微生物航天育种载荷以及空间技术试验载荷等二十大类。

  “1公斤DNA便可以装下全世界数据。”日前，北京大学张成、钱珑联合研究团队与合作者提出了一种全新的并行“印刷”DNA存储策略，成功将信息打印在DNA分子之上，犹如在白纸上批量印刷信息。

  日前，国仪量子发布全球首个AI电子顺磁共振波谱仪，该系列新产品不仅具备AI功能，还将关键核心指标——信噪比提至全球顶配水平的10000：1，取得顺磁共振波谱学领域的重大突破。

  一项研究表明，自2001年以来，全球由森林火灾产生的二氧化碳排放量激增了60%。相关研究10月17日发表于《科学》。

  近日，中国科学院、国家航天局、中国载人航天工程办公室联合发布《国家空间科学中长期发展规划（2024—2050年）》（下称“规划”）。规划提出了中国有望取得突破的五大科学主题和17个优先发展趋势。其中，在“宜居行星”主题中，太阳系考古、地外生命探寻等优先发展趋势备受关注。

  免疫检查点阻断（ICB）是一种重要的癌症疗法，遗憾的是，该疗法应答率偏低——对少数产生应答的患者疗效显著，对大部分患者却难以奏效。因此，怎么样提高ICB治疗应答率成为癌症治疗的一个关键问题。

  近日，西北工业大学物理科学与技术学院教授臧渡洋团队成功制备出地球上最“长寿”气泡，在声悬浮条件下气泡保持时间可达23分36秒，且在被直径0.8毫米的热铜针穿透时，悬浮气泡仍能保持不破裂。

  近日，中国科学院新疆理化技术研究所（以下简称“新疆理化所”）发布了一项引人注目的研究成果：科研人员以地球玄武岩为原料模拟火星壤，并通过熔融拉丝技术，将其制备成连续模拟火星壤纤维。这在某种程度上预示着未来人类有望就地取材，建设火星基地。相关研究论文于日前发表于国际期刊《交叉科学》。

  10月23日是今年的霜降节气。有人会问，“霜降”的霜从哪里“降”？是像雨和雪一样从天上降下来吗？二十四节气中，霜降与白露、寒露等都反映了气温下降带来的变化，露和霜又有什么区别？

  中国科学院南海海洋研究所（以下简称南海海洋所）研究员詹海刚团队与澳大利亚联邦科学与工业研究组织研究员冯明等合作，首次从全球尺度上揭示了涡旋在驱动海洋次表层热浪/冷浪事件中的关键作用，并指出涡旋会放大全球变暖对次表层极端温度的影响，加剧强热浪/冷浪的发生。近日，相关研究成果发表于《自然》。

  银线秒，就可以把青海的绿色能源输送到1500多公里之外的河南；一秒的输电量足够一个家庭使用两年……这就是神奇的特高压输电工程。

  随着科幻氛围日渐浓厚，我国科幻创作队伍和读者队伍都在迅猛增长，科幻作家的创作热情高涨，中国必将成为科幻文学创作的热土。

  近日，中国科学院、国家航天局、中国载人航天工程办公室联合发布《国家空间科学中长期发展规划（2024—2050年）》，规划部署了我国在空间科学研究领域拟突破的五大科学主题和17个优先发展方向。

  记者21日从中国科学技术大学先进技术研究院了解到，由该院孵化的中科永安（安徽）科技有限公司实施的新一代智能化环保型压缩空气泡沫高效灭火技术工程化研发项目，近日通过安徽省重大科学技术成果工程化研发项目验收。该技术通过优化泡沫生成与喷射系统，可应用于各类复杂火灾场景中高效灭火，尤其对锂电池灭火具有非常明显效果。

  近日，香港城市大学（以下简称港城大）成功研发出新型器件结构，可大幅度的提高钙钛矿太阳能电池的稳定性和效率，并简化生产工序、减少相关成本。研究显示，团队在改善二氧化锡层的氧空位缺陷后，器件的能源转化效率已超25%。

  记者21日从中国科学院国家天文台获悉，我国首个暗能量射电探测实验项目——天籁实验阵列，成功被平方公里阵（SKA）大射电天文台组织认证为SKA探路者项目，将为SKA提供新的科学探索机遇。

  科研工作不仅需要扎实的理论基础和实践能力，更需要坚定的理想信念和持之以恒的毅力。

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