磁性ELD的精确度量是材料,地质,生物学,医学,安全,空间和物理科学中许多重要分析技术的核心。这些应用需要在广泛的规格范围内进行有关灵敏度,空间分辨率,带宽,可伸缩性和温度的操作。在这项工作中,我们开发了基于钻石中氮呈(NV)缺陷的磁力计的能力技术,该缺陷有望覆盖该参数空间的更大部分。我们研究了如何准备用于磁力测定法优化的钻石材料,并观察到了NV中心的基本光学和自旋特性。使用一种新的方案灵感来自于这些研究中收集的有关NV中心的新信息,我们构建了一个传感器,该传感器在许多领域的最先进方面进行了改进。最后,我们概述了改进这些传感器的计划,以研究目前使用现有技术无法访问的微观和纳米级磁现象。
敏捷加密术允许加密核心的资源有效交换,以防基础经典加密算法的安全性受到损害。相反,多功能密码学允许用户切换加密任务,而无需对其内部工作有任何了解。在本文中,我们建议如何通过明确演示两个量子加密协议,量子数字签名(QDS)和量子秘密共享(QSS),在同一硬件发送者和接收机平台上应用这些相关原理。至关重要的是,协议仅在其经典后处理方面有所不同。该系统也适用于量子密钥分布(QKD),并且与已部署的电信基础架构高度兼容,因为它使用标准正交相位偏移键编码和杂化检测。首次修改了QDS协议以允许在接收方进行后选择,从而增强协议性能。加密原语QD和QSS本质上是多方的,我们证明它们不仅是在任务内部的播放器不诚实的情况下,而且还允许(外部)窃听量子通道时的安全。在我们的第一次原则证明中,敏捷和多功能量子通信系统时,量子状态以GHz速率分布。在2公里的光纤链接上,可以使用我们的QDS协议在不到0.05毫秒的情况下牢固地签署1位消息,并且在20公里的光纤链接上不到0.2 s。据我们所知,这也标志着连续变量直接QSS协议的首次演示。