中國科大郭光燦院士團隊在實用化量子感測的研究中取得重要進展，實現50奈米空間分辨力高精度多功能量子感測。該系列研究成果發表在應用物理權威期刊《Physical Review Applied》上。

微納光電子技術已經成為當前資訊領域的核心技術之一，同時也在能源、環境、生物醫學等領域發揮重要作用。一般情況下，微納光電子器件具有尺寸小、電磁場強度低且易受干擾等特點。因此，微納電磁場探測技術需要同時解決高空間分辨力、高測量靈敏度及對待測量非破壞性等難題和挑戰。

郭光燦院士團隊聚焦於上述微納電磁場測量的挑戰和難點，提出利用量子感測和量子探針等新思想和新方法，發展了具有奈米級空間分辨力的遠場光學超分辨成像新技術。結合高保真度量子態調控技術，實現了同時具有高空間分辨力、高測量靈敏度及對待測量非破壞的微納電磁場測量技術。

首先基於金剛石氮-空位色心中電荷態的調控，提出並實現了具有奈米級空間分辨力超低泵浦功率的電荷態耗盡奈米成像術（Charge State Depletion nanoscopy，CSD），實現了4.1奈米空間分辨力的電子自旋量子態的成像與檢測。實驗獲得的成像分辨力是光學衍射極限的1/86，超過了受激輻射損耗熒光顯微成像術(STimulated Emission Depletion microscopy, STED，2014年度諾貝爾化學獎)所獲得的1/67的精度，所用的泵浦功率僅僅是STED成像術的1/1000，將有望能應用在活體生物檢測中。該工作發表在Phys. Rev. Appl. 7, 014008 (2017) 上，並選為當期編輯推薦論文。

此外，提出時間門控技術，實現成像訊號對比度的提高，完成了高對比度的量子成像。工作發表在Phys. Rev. Appl. 11, 064024 (2019) 上。進一步，將CSD奈米成像術與熒光壽命成像、光學偏振態檢測、電子自旋態高保真度量子操控技術相結合，實現了對金屬奈米線結構所攜帶的光場態密度、偏振、電流及其產生的磁場等多個物理量的進行了非破壞性測量，空間分辨力達50奈米。因為空間分辨力的提高，使得該微納光電磁場的探測精準度超過了96%。該工作發表在Phys. Rev. Appl. 12, 044039 (2019) 上。

該系列工作為高空間分辨力非破壞電磁場檢測和實用化的量子感測打下了基礎，將應用在微納電磁場及光電子晶片的檢測，以及微納尺度電磁場與物質相互作用的研究。此外，相對於生物分子的高空間分辨力成像，該工作還拓寬了遠場超分辨成像技術的應用場景。