量子精密測量是基于量子力學原理，通過主動操控量子態突破經典測量精度極限的綜合性技術。該技術融合原子物理、物理光學、電子技術等多學科知識，形成了以量子相干、糾纏和壓縮態為核心的技術體系，其測量精度可達納米級，相較經典方法提升兩個數量級以上。

  在微觀世界中，電子的自旋是其基本屬性之一，如同一個個微小的磁針。金剛石氮-空位色心量子傳感器因其納米級的分辨能力和高靈敏的磁探測能力，一直是實現單自旋探測的重要技術途徑。

  研究團隊通過長期積累，發展出高精度的自旋量子調控技術和金剛石量子傳感核心器件與裝備，在前期工作中已能通過頻譜差異識別出那些帶有特殊“標記”的單自旋。但是如何在復雜的背景噪聲中，穩定捕捉任意單個自旋的微弱信號，仍是懸而未決的難題。這對傳感器探測靈敏度與空間分辨率均提出了更高的要求。

  為此，研究團隊致力于高品質金剛石量子傳感器的自主制備，“十年磨一劍”打通了涵蓋20多道環節的完整工藝流程，掌握了其中的關鍵工藝。通過材料制備與量子操控兩條路徑的協同創新，首次成功開發出糾纏增強型納米單自旋探測技術，在固態體系中實現了對微觀磁信號靈敏度與空間分辨率的同步提升，為納米尺度量子精密測量技術的持續發展鋪平了道路。

  在材料制備上，研究團隊利用自主研發的超純金剛石生長與納米精度定點摻雜技術，成功制備出間距小至5納米的氮-空位色心對結構。這種精確的空間控制，是實現后續量子糾纏增強探測的關鍵基礎。在探測方法上，研究團隊創造性地將一對色心制備成一種特殊的量子糾纏態。這種狀態讓它們能“無視”來自遠端的相同背景噪聲，同時協同聚焦并放大近端目標單自旋的獨特信號。這一巧妙的策略，成功解決了長期存在的信號放大與噪聲干擾之間的矛盾，空間分辨率提升1.6倍。

  這項突破性技術實現了三大重要進展：

一是成功區分并探測到相鄰的兩個“暗”電子自旋；

二是在嘈雜環境中將探測靈敏度提升至單傳感器水平的3.4倍；

三是能夠實時監測并主動調控不穩定自旋的信號。

   該成果不僅實驗驗證了量子糾纏在納米尺度傳感中的優勢與巨大潛力，也展示了金剛石量子傳感器能夠作為強大的納米磁強計，為原子層面研究量子材料打開新窗口，將為凝聚態物理、量子生物學和化學等領域提供革命性的研究工具。