普渡大学的研究人员已经开发出含有自旋量子比特或自旋缺陷的一维氮化硼纳米管(bnnt)，正在申请专利。与扫描探针磁场显微镜中使用的传统金刚石探针相比，bnnt在高分辨率下检测离轴磁场的灵敏度更高。

　　物理学、电子和计算机工程教授李同仓领导的一个团队开发了具有光学活性自旋量子比特的bnnt。他也是普渡大学量子科学与工程学院的教员。研究小组成员包括普渡大学的研究生Xingyu Gao, Sumukh Vaidya和Saakshi Dikshit，他们是发表在《自然通讯》杂志上的一篇论文的共同作者。

　　“BNNT自旋量子比特对探测离轴磁场比金刚石氮空位中心更敏感，金刚石氮空位中心主要对平行于其轴的磁场敏感，而不是垂直的磁场，”李说。“bnnt也比脆钻尖端更具成本效益和弹性。”

　　BNNT的应用包括测量磁场变化的量子传感技术，并在原子水平上收集和分析数据。

　　“它们在半导体工业和纳米级核磁共振成像中也有应用，”高说。

　　该系统在一个定制的实验室系统上进行了测试，包括激光器、探测器和用于控制纳米管自旋量子位的量子态的信号发生器。

　　“这些BNNT自旋量子位对磁场敏感，并表现出光学检测到的磁共振，”Vaidya说。“当暴露在磁场中时，bnnt内自旋量子比特的能级会发生变化，这可以用光来测量。”

　　在第一次演示中，bnnt的表现与金刚石尖端相当。

　　迪克希特说:“由于氮化硼纳米管在空间上比金刚石尖端小得多，我们希望能够在系统中实现更高的数量。”

　　李说，普渡大学的研究人员正在寻求提高BNNT自旋量子比特系统的空间分辨率和磁场灵敏度。这些改进可以在原子尺度上实现对现象的量子感知。

　　Vaidya说:“这将使对表面磁性的高分辨率扫描成为可能。”“通过提高灵敏度，我们要么可以获得更精确的信息，要么可以实现对外部磁场的更快读出，这两者都在量子科学、内存存储、医疗和半导体行业有应用。”