普渡大學的研究人員開發出正在申請專利的一維氮化硼納米管 (BNNT)，其中包含自旋量子比特或自旋缺陷。與掃描探針磁場顯微鏡中使用的傳統金剛石探針相比，BNNT 在高分辨率檢測離軸磁場方面更為靈敏。

李同倉是物理學和電子與計算機工程學教授，他領導的團隊開發了具有光學活性自旋量子比特的 BNNT。他也是普渡大學量子科學與工程研究所的教師。該團隊的成員包括高星宇、蘇穆克·維迪亞和薩克什·迪克希特，他們是普渡大學的研究生，也是《自然通訊》雜志上發表的一篇論文的合著者。

“BNNT 自旋量子比特對檢測離軸磁場的靈敏度比金剛石氮空位中心更高，金剛石氮空位中心主要對平行于其軸的磁場敏感，而不是垂直于軸的磁場，”李說。“BNNT 也比易碎的金剛石尖端更具成本效益，并且具有更高的彈性。”

BNNT 的應用包括測量磁場變化并在原子水平上收集和分析數據的量子傳感技術。

高說： “它們還可以應用于半導體工業和納米級 MRI 或磁共振成像。”

測試和開發 BNNT 自旋量子比特

該系統在定制的實驗室系統上進行了測試，包括用于控制納米管自旋量子比特的量子態的激光器、探測器和信號發生器。

“這些 BNNT 自旋量子比特對磁場敏感，并表現出光學檢測磁共振，”Vaidya 說道。“當暴露于磁場時，BNNT 內自旋量子比特的能級會發生改變，這可以用光來測量。”

在首次演示中，BNNT 的表現與鉆石尖端相當。