金剛石NV色心量子傳感器應(yīng)用前景廣闊 國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷推進(jìn)

　　金剛石NV色心量子傳感器是一種基于金剛石氮-空位（NV）色心的納米尺度固態(tài)自旋量子傳感器。金剛石NV色心是一種具有C3v對稱結(jié)構(gòu)的點(diǎn)缺陷，即金剛石中一個碳原子被一個氮原子取代，在鄰近處產(chǎn)生了一個空位，空位周圍是三個懸空鍵的碳原子。

　　在室溫條件下，金剛石NV色心主要以NV0、NV-兩種帶電狀態(tài)存在，特定條件下，兩種電荷態(tài)能夠相互轉(zhuǎn)化。由于結(jié)構(gòu)特殊，金剛石NV色心具有長相干時間、兼容微納加工、量子特性優(yōu)良等優(yōu)勢，且在室溫下可實(shí)現(xiàn)自旋操控和讀出，在量子傳感、量子計(jì)算、量子通信等量子研究中應(yīng)用價(jià)值高。

　　根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2025-2029年中國金剛石NV色心量子傳感器行業(yè)市場供需現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢預(yù)測報(bào)告》顯示，基于金剛石NV色心的量子傳感器兼具高靈敏度、高空間分辨率、高穩(wěn)定性、小型化等優(yōu)勢，在生物醫(yī)藥、精密測量、移動通信、航天航空、能源電力、教學(xué)科研、材料科學(xué)等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。

　　金剛石NV色心量子傳感器處于產(chǎn)業(yè)化前沿，近年來，國內(nèi)外金剛石NV色心量子傳感器產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷推進(jìn)。如歐洲PROMISE聯(lián)盟啟動了PROMISE項(xiàng)目，旨在將基于金剛石NV色心的量子磁成像傳感器推進(jìn)到預(yù)產(chǎn)業(yè)化水平；博世（Bosch）與合成金剛石制造商Element Six成立了合資企業(yè)-博世量子傳感，博世量子傳感專注于研究基于金剛石NV色心的量子產(chǎn)品，包括量子磁強(qiáng)計(jì)、量子傳感器等。

　　我國是全球最大的人造金剛石生產(chǎn)國，人造金剛石產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量90%以上。同時我國在金剛石NV色心量子傳感器研制領(lǐng)域也處于全球領(lǐng)先水平，相關(guān)企業(yè)及單位包括安徽國盛量子科技有限公司（國盛量子）、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國電科第十三研究所、國儀量子（合肥）技術(shù)有限公司等。

　　國盛量子成立于2019年，脫胎于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，基于金剛石NV色心量子測量技術(shù)，國盛量子研發(fā)出量子溫度傳感器、量子磁力傳感器、量子電流傳感器等產(chǎn)品。2025年國盛量子與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、安徽電科院等合作，基于金剛石NV色心在國際上首次研制出量子電流互感器，在0-1000A量程內(nèi)，其能夠?qū)崿F(xiàn)0.05%的交流幅值測量精度。

　　新思界行業(yè)分析人士表示，金剛石NV色心具有諸多卓越性能，是芯片化高精度傳感器發(fā)展新方向，基于金剛石NV色心的量子傳感器性能優(yōu)異，應(yīng)用前景廣闊。目前國內(nèi)外金剛石NV色心量子傳感器研制在不斷深入，隨著微納加工技術(shù)、量子調(diào)控技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展，金剛石NV色心量子傳感器性能將實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提升。

投票