2025 年 12 月 3 日，《自然》杂志刊发普林斯顿大学娜塔莉・德・莱昂团队的突破性成果 —— 基于纠缠钻石缺陷的量子传感器，其磁场探测灵敏度较现有技术提升 40 倍，可直接观测石墨烯、超导体等材料中 “不可见” 的磁波动，为量子材料研究开辟新维度。​
传感器的核心是实验室培育的超高纯度钻石，研究人员以每秒 3 万英尺的速度用氮分子轰击钻石，在其表面下 20 纳米处植入两个相距仅 10 纳米的氮空位中心。这两个缺陷形成量子纠缠状态，如同 “协同探针” 从噪声中提取精准磁信号，解决了传统设备难以兼顾灵敏度与空间分辨率的难题。​
“我们首次在原子尺度到可见光波长的关键区间，捕捉到电子散射与磁通涡旋演化过程。” 德・莱昂解释道。实验中，该传感器成功观测到超导材料在低温下的磁噪声分布，为破解非常规超导机制提供了直接证据。这种技术无需复杂样品制备，可直接应用于真实材料体系，弥补了原子力显微镜等设备的短板。​
目前团队已与 IBM 量子实验室合作，将传感器集成到量子材料表征平台，优先用于拓扑量子态与二维材料的研究。德・莱昂透露，下一代传感器计划将探测精度再提升 10 倍，未来有望应用于量子芯片故障诊断与生物磁信号成像，“从基础科研到医疗检测都将受益”。该成果也为普林斯顿在量子传感领域的领先地位再添筹码，目前其相关专利申请已覆盖 12 个技术方向。