研究背景与挑战 - 探测单个自旋是量子传感领域的基础性挑战，在凝聚态物理、量子化学及单分子磁共振成像中具有广泛应用前景 [3] - 尽管金刚石中的氮-空位色心已成为强大的纳米级传感器，但其单自旋探测性能仍受到显著环境噪声和有限传感体积的限制 [3] 研究成果发布 - 中国科学技术大学杜江峰院士、王亚教授等于2025年11月26日在国际顶尖学术期刊Nature上发表了相关研究论文 [4] 技术方案与性能突破 - 研究团队提出并演示了一种纠缠增强传感方案，通过策略性地使用纠缠氮-空位对来突破传统局限 [5] - 相较于环境条件下的单NV色心，该方案实现了3.4倍的灵敏度提升与1.6倍的空间分辨率改善 [5] - 该方案采用精心设计的纠缠态，通过量子干涉放大目标自旋信号，同时抑制环境噪声 [5] - 关键突破在于将探测能力拓展至解析亚稳态单自旋动力学，通过识别态依赖耦合强度直接观测不同自旋态间的随机跃迁 [5] 应用前景 - 这种双重功能使得静态与动态自旋物种的同步检测成为可能，为研究复杂量子系统提供支持 [5] - 所实现的性能表明，纠缠增强传感可作为实现量子材料与界面原子级表征的有效路径 [5]