على رقاقة ألماسية بقياس اثنين في اثنين ملليمتر، تتسع أوركسترا كاملة من تسعة وأربعين كمانًا. كل وتر مضبوط على نغمة معينة، أي على جزء معين من الحمض النووي. عندما يدخل اللحن المطلوب إلى القاعة، يستجيب الوتر، ويسمع قائد الأوركسترا صوتًا نقيًا. هذا القائد هو مستشعر كمومي مختبئ داخل الألماس نفسه.

داخل الشبكة البلورية للألماس توجد عيوب، وهي مراكز النيتروجين-الشاغر، أو مراكز NV. وهي أزواج من ذرة نيتروجين وشاغر مجاور، تتصرف كمغناطيسات صغيرة. تدور مغزليًا (spin) وتستجيب بحساسية لأدنى تغيرات في المجال المغناطيسي المحيط. إذا كان هناك أيون جادولينيوم قريب، وهو وسم بارامغناطيسي، فإنه يُحدث ضجيجًا مغناطيسيًا، وسرعان ما يفقد مغزلي مركز NV اتجاهه. الزمن الذي يستغرقه المغزلي ليعود إلى التوازن يسمى استرخاء T1. ينخفض عندما يكون هناك ضجيج قريب، ويعود عندما يختفي الضجيج.

الحيلة هي أن الوسم رُبط بسلسلة قصيرة من الحمض النووي تجلس على المسبار. عندما يظهر في المحلول سلسلة مستهدفة تكميلية، فإنها تهجن مع المسبار وتزيح السلسلة الموسومة. يختفي الضجيج المغناطيسي، ويعود T1، وبهذا التغيير يفهم المستشعر: تم العثور على الهدف. وهكذا يتحول التهجين إلى إشارة كمومية ثنائية: يوجد ضجيج، لا يوجد هدف؛ لا يوجد ضجيج، يوجد هدف.

سابقًا، كانت المستشعرات الكمومية القائمة على مراكز NV قادرة على كشف الجزيئات المفردة، لكنها لم تكن قادرة على العمل مع عشرات الأهداف في وقت واحد. الآن، على رقاقة واحدة، وُضعت 49 مسبارًا مختلفًا، كلٌّ بوسمه الخاص. هذا كما لو أن أوركسترا من 49 كمانًا تعزف في وقت واحد، ويسمع قائد الأوركسترا كل جزء على حدة. كثافة الحمض النووي على السطح هي 27,500 جزيء لكل ميكرومتر مربع، والامتزاز غير النوعي انخفض بمقدار 50 مرة. كل هذا يفتح الطريق نحو تشخيص عالي الإنتاجية: تحليل العديد من العلامات الجينية في اختبار واحد.

في المستقبل، يمكن توسيع المنصة لتشمل البروتينات والجزيئات الصغيرة: يكفي استبدال مسبارات الحمض النووي بأبتامرات (aptamers)، وهي سلاسل قصيرة تتعرف على جزيئات معينة. عندها يمكن لرقاقة واحدة أن تبحث عن مئات المؤشرات الحيوية في قطرة دم. هذه خطوة نحو الطب الشخصي، حيث يُشخَّص المرض في دقائق وليس أيامًا. لكن لا تزال هناك أسئلة مفتوحة: كيف نحافظ على استقرار السطح في السوائل البيولوجية الحقيقية، وكيف نوسع النطاق إلى آلاف المسبارات دون فقدان الحساسية. الأوركسترا ما زالت تضبط آلاتها، لكن الأوتار الأولى قد عُزفت بالفعل.