筑波大学知的コミュニティ基盤研究センター ?磯谷順一名誉教授、量子科学技術研究開発機構高崎量子応用研究所?小野田忍博士、住友電気工業株式会社アドバンストマテリアル研究所 角谷均博士らは、シュツットガルト大学・マックスプランク研究所（ドイツ）　Jorg Wrachtrup教授のグループとの共同研究により、ダイヤモンドの単一のNVセンターという室温動作・ナノ空間分解能を持つ量子センサを用いた量子センシングNMRを開発し、20 ゼプトリットルの検出体積から、¹Hおよび¹⁹FのNMRのそれぞれにおいてケミカルシフトの観測に成功しました。 本研究では、３T（テスラ）の高磁場を用い、¹⁵N核スピンをメモリに用いることによりセンサの周波数分解能を1 mHzへと改善しました。さらに、量子コンピューティングへの応用に開発されてきた量子操作技術・量子アルゴリズムを駆使し、ケミカルシフトの観測に成功し、通常のNMRが必要とする試料より11桁も少ない超極微量の試料の化学構造同定という革新的手法（量子センシングNMR）の開発に成功しました。



図　（左）核スピンを持たない同位体¹²Cを99.995%濃縮した高圧高温（HPHT）合成ダイヤモンド結晶、（中）左の結晶からレーザーで切り出し研磨した(111)基板、（右）(111)薄膜作成例（1mm×1mm×90μm）。本研究では2mm×2mm×88μmの薄膜を使用した。

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