麻省理工学院(MIT)核科学与工程系的博士生Li Changhao与该校的Paola Cappellaro教授一起正在研究包括量子传感和计算的量子信息科学。Li的研究主要集中在金刚石中非常小的缺陷上，这些缺陷很多是纳米级的。通过在这些金刚石中引入原子级的缺陷，并使用微波或激光对缺陷进行极微小的扰动，可以实现创建和控制量子态。

Li的一个研究项目中，他们测量了一颗受到干扰的金刚石所发出的荧光，这让他们可以了解有关外部刺激的更多信息。就像人们日常生活中会测量烤箱的温度来判断它有多热一样，测量这种有缺陷的金刚石发出的荧光，可以告诉我们它在感知什么以及感知到了多少这种东西的信息。例如，用一种量子传感器甚至可以检测到数百条能导致Covid-19的新冠病毒，这是Li与他的同事正在探索的应用之一。

而在最近发表在《物理评论快报》上的一篇论文中，Li报告了一种评估量子系统对称性的研究发现。为了探索量子系统的特性，我们需要了解量子态如何随着时间变化，它们的对称性是很重要的。Li说：“设计一个具有所需对称性的系统是一项艰巨的任务。量子特性非常不稳定，因为它们可以与环境相互作用。我们的量子比特需要非常长的寿命，因此我们开发了一种方法来控制和表征这样的系统。”

他的另一个研究重点(即将发表的一个研究结果)侧重于利用金刚石中的缺陷来模拟张量规范场，这与基础科学研究有关。Li表示，理解量子信息主要是要研究基础科学。他说：“这个世界的基本原理是很美的，可以用来解释很多有趣的现象。这让我们能够探索宇宙，并了解大自然是如何运作的。”（编译:Qtech）