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香港中文大学（中大）物理系刘仁保教授的研究团队在量子科技研究上再创突破，发现提高核磁共振灵敏度至单分子水平的方法，有助促进开发具超高速运算能力的量子计算机。该研究获纳米科技领域权威刊物《自然──纳米技术》（Nature Nanotechnology）刊登为四月号的封面故事。 

刘教授表示中大最近已成立「量子相干中心」以推动相关研究，并期望更多有创意且不畏困难的青年人加入量子科技研究的行列，为开启量子信息时代作出贡献。 

过去六十多年来，科学家致力发展核磁共振技术，现已广泛应用于医疗、生物、化学、材料、物理等领域，公众熟悉的医用核磁共振成像就是一例。核磁共振技术对科技发展影响深远，至今有关技术的突破性成就已获授五项诺贝尔奖，可见其对科技发展的重大贡献。 

近十五年来，科学家正努力实现一个宏愿──利用核磁共振技术研制具有超高速运算能力的量子计算机。然而他们面临一大难题，即核子磁性极其微弱，只有同时测量大量分子才能产生足够信号。这一方面限制了核磁成像分辨率，另一方面则使大规模核自旋量子计算无法实现。因此，目前量子科技中最重要的课题之一，就是要把核磁共振技术的灵敏度提高至单分子水平，以提高成像分辨率至纳米甚至原子尺度，及推进大规模量子计算机的实现。 

刘教授的研究团队为破解上述难题找到出路。2009年，他们和其他合作单位巧妙地利用微波脉冲多次翻转电子自旋来大幅延长其量子态的寿命，朝量子计算迈进一大步。该研究成果曾于《自然》杂志发表，并入选当年中国十大科技进展榜。其后，他们进一步发现在超纯净的钻石中，微量杂质的电子自旋的量子态寿命很长，因此对微弱磁场极其敏感。钻石中杂质电子自旋被微波脉冲反覆翻转的情况下，单个分子中核子的微弱磁场已经可以对电子自旋量子态产生很强的扰动，产生指纹图谱般的信号振荡。这些指纹图谱可以用来确定单个分子的结构或核子对的位置，有望使核磁共振的灵敏度大大提升至前所未有的原子尺度。