在DNA折纸上编程自旋阵列用于量子技术

利用纳米级空间精度实现固态自旋的受控组装是量子技术领域的一项重大挑战。该研究团队通过将DNA纳米排布技术与金刚石氮空位(NV)色心系综量子传感器相结合,成功构建并探测了可编程二维自旋阵列。研究采用DNA折纸术精确调控螯合钆离子(Gd³⁺)间距,实验数据表明近端NV中心的弛豫率1/T₁与每个折纸单元内设计的Gd³⁺离子数量呈线性关系,验证了该方法的有效性。研究进一步证明,DNA折纸术在实现金刚石表面自旋功能化的同时,能完整保持近端浅层NV中心的电荷状态和自旋相干性。该工作为构建可用于量子传感与量子模拟的有序强相互作用自旋网络提供了新范式,研究人员还定量探讨了该技术在纠缠增强计量学和高通量蛋白质组学中的应用前景。

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