近日,我校刘俊教授课题组在国家自然科学基金创新研究群体、国家重大科研仪器研制项目、重点基金、科技部重点研发计划等支持下,聚焦极限精度感知测量技术研究,在量子传感与精密测量技术方面取得系列进展,连续在Science、Cell系列子刊上发表多篇成果。
课题组致力于以量子机制突破现有传感测量精度极限,以极端尺度制造构筑超高性能量子功能结构,从底层机理到顶层器件系统性解决量子器件在前沿科技和工程产业应用难题。
在量子功能结构制造方面,揭示了聚合物分子合成碳化硅自旋晶体结构的分子动力学过程,提出了光-气-电协同调控分子/原子选择性交联制造自旋结构机制,在各类聚合物中均实现了量子自旋结构原位制造,并进行了传感和加密功能验证,为量子器件、量子网络节点、量子计算载体等量子技术在柔性基材、橡胶制品等基础民生用品中普适化应用拉开序幕(Science Advances, 2025, 11:eadv1848,一作:秦岳博士、郭浩,通讯作者:刘俊、唐军等)。
在传感机制方面,揭示了极弱范德华力原子层间巨压阻效应,研制的量子隧穿力敏结构灵敏度因子达到10^7,相比目前报道最高水平高3个数量级,并通过模拟验证可满足引力波探测(10^21)需求,为极弱力学信息精准捕获提供了全新技术手段。(Cell Reports Physical Science, 2024, 5:101893,通讯:郭浩等)。
在传感应用方面,提出了基于自旋传感效应的七维信息多路复用编码加密机制,利用自旋三类传感效应(磁场、微波、温度)、三维空间分布和激光偏振参数,构建了七维复用通道,解决了传统结构特征复用通道上限制约难题,编码容量创纪录达到10^27310000。并实现了自旋信息与图像信息像素级融合直接加密,突破了传统像素转字节串行加密模式对加密速度、容量、动态性能的限制,为军事测绘、战况实绘、贵重/密件物品等加密技术提供了全新范式。(Cell Reports Physical Science, 2024, 5:101924 (一作:郭浩)、Advanced Functional Materials, 2024, 34:2304648 (IF:19,一作:郭浩)、Advanced Science, 2024, 11:2402378 (IF:14.1, 一作:秦岳博士),通讯作者:刘俊、唐军等)。
