摘要：在科学的突破中，一个国际研究团队开发了一个量子传感器，能够在原子长度上检测分钟磁场。这项开创性的工作实现了一个长期以来的科学家梦想：一种类似于量子材料的MRI型工具。...

在一个科学的突破中，来自德国ForschungszentrumJülich和韩国IBS IBS量子纳米科学中心（QNS）的国际研究团队开发了一个量子传感器，能够在原子长度上检测分钟磁场。这项开创性的工作实现了一个长期以来的科学家梦想：一种类似于量子材料的MRI型工具。

研究小组利用韩国团队的领先仪器和方如何开发世界上第一个针对原子世界的世界第一个量子传感器，利用了JülichGroup自下而上的单分子制造的专业知识。

原子的直径比最厚的人头发小一百万倍。这使得和精确测量物理量（例如来自原子出现的电场和磁场）非常具有挑战性。为了感觉到单个原子的这种弱领域，观察工具必须高度敏感，并且与原子本身一样小。

量子传感器是一种使用量子机械现象的技术，例如电子的自旋或量子状态的纠缠进行精确的测量。在过去的几年中，已经开发了几种类型的量子传感器。尽管许多量子传感器能够感知电场和磁场，但据信原子级空间分辨率不能同时掌握。

改进分辨率的新方法

新的原子尺度量子传感器的成功在于使用一个分子。这是一种在构想上不同的传感方式，因为大多数其他传感器的功能都依赖于晶格的缺陷 - 不完美 - 。由于这种缺陷仅在将它们深深地嵌入材料中才会发展出其性质，因此能够感测电场和磁场的缺陷将始终与物体保持相当大的距离，以阻止其在单个原子的尺度上看到实际对象。

研究团队更改了方法，并开发了一种使用单个分子来感知原子的电和磁性的工具。该分子附着在扫描隧道显微镜的尖端上，可以将其带到实际物体的几个原子距离内。

Jülich团队的首席作者Taner Esat博士对潜在应用的兴奋表示：“该量子传感器是一种改变游戏规则的人，因为它提供了像MRI一样丰富的材料图像，同时为量子传感器的空间分辨率设定了新的标准。长期的合作取决于ESAT博士，ESAT博士以前是QNS的帖子，后者搬回了Jülich，在那里他想到了这种感应分子。他选择返回QNS进行研究住宿，以便使用中心的尖端仪器证明这项技术。

该传感器具有能量分辨率，可以检测具有空间分辨率的磁场和电场的变化，该空间分辨率是十分之一的埃埃格斯特龙，其中1Ångström通常对应于一个原子直径。此外，可以在全球现有实验室中构建和实施量子传感器。

该传感器具有能量分辨率，可以检测具有空间分辨率的磁场和电场的变化，该空间分辨率是十分之一的埃埃格斯特龙，其中1Ångström通常对应于一个原子直径。此外，可以在全球现有实验室中构建和实施量子传感器。

“使这项成就如此引人注目的是，我们使用精心设计的量子对象从底部开始解决基本原子能。在可视化材料的先进技术中，使用大型的，笨重的探针来试图分析微小的原子能，” QNS的主角Dimitry Borodin博士强调。 “你必须很小才能看到小。”

这种开创性的量子传感器有望为工程量子材料和设备开放变革性途径，设计新的催化剂，并探索分子系统的基本量子行为，例如生物化学。

开创性的潜力

正如QNS对该项目的PI Yujeong Bae所指出的那样：“观察和研究物质的工具的革命来自累积的基础科学。正如Richard Feynman所说，“底部有很多空间，”技术在原子层进行操作的技术潜力是无限的。”尤利希（Jülich）研究小组负责人西罗夫（Temirov）教授补充说：“令人兴奋的是，我们长期以来在分子操纵方面的工作如何导致建造创纪录的量子设备。”

研究结果发表在自然纳米技术。这种原子量量子传感器的发展标志着量子技术领域的重要里程碑，预计在各种科学学科中将具有深远的影响。