3月19日消息，基于微波信号测量的雷达定位技术已广泛应用于自动驾驶、智能生产、健康检测、地质勘探等活动。据中国科学技术大学官网消息，该校郭光灿院士、孙方文教授团队在实用量子传感研究方面取得重要进展。该课题组利用微纳量子传感和深亚波长电磁场局部增强技术，研究微波信号探测和无线电测距，实现10-4波长精度的定位。该成果于3月9日发表在国际知名期刊《自然通讯》上（附有论文的DOI链接）。
与传统雷达系统相比，这种量子测量方法不需要检测端放大器等有源器件，减少了电子噪声等因素对测量极限的影响。通过后续研究，将有可能进一步提高基于固态自旋量子传感的无线电定位精度、采样率等指标，开发出实用的固态量子雷达定位技术，超越现有雷达的性能水平。
基于固态自旋量子系统的射频信号探测与测距示意图。官方表示，孙方文课题组开发了基于金刚石氮空位色心的电荷态耗尽纳米成像方法，实现超衍射极限分辨率电磁场矢量传感与成像，并利用超分辨率量子传感探索10-图6 波长空间局部增强现象。
据介绍，该方法将自由空间中微弱信号的检测转化为纳米尺度电磁场与固态自旋相互作用的检测，将固态量子传感器的微波信号测量灵敏度提高了3-4个数量级的数量级。
为了进一步利用高灵敏度微波探测实现高精度微波定位，研究团队搭建了基于金刚石量子传感器的微波干涉测量装置。通过固态自旋检测，得到物体反射的微波信号与参考信号的干涉结果，得到物体反射的微波信号。相位和物体位置信息。同时，研究团队利用固态自旋量子探针与微波光子之间的多重相干相互作用，实现了量子增强的位置测量精度，达到10微米级别（约为波长的万分之一）。
