张博长期从事固态量子传感技术方向研究，带领团队自主研发磁共振和微波激射核心装备，重点开展了（1）极微弱目标的超高灵敏度探测和（2）室温噪声环境下的超高保真度操控的固态量子传感研究。

作为负责人，主持国家自然科学基金青年项目、总装预研共用技术、安徽省自然科学基金面上项目共3项。作为技术骨干，参与国家重大科学仪器研制项目、国家自然科学基金培育项目、总装预研共性技术项目等3项。在Sci. Adv.、Phys. Rev. Lett.、Phys. Rev. Applied、J. Chem. Phys.、J. Magn. Reson.等国际著名期刊发表SCI检索论文10余篇，被Sci. Adv.、Phys. Rev. Lett.等期刊论文广泛引用。2023年获“中国创新挑战赛暨中关村新兴领域专题赛优胜奖”。被邀请参加中国电子学会“量子信息技术学术交流大会”（2022）、BIT-MIPT Joint International Symposium on Superconductivity and 2D Materials（2022）、第九届全国电子顺磁共振波谱学学术研讨会（2019）、国际医学与工程论坛（2018）等国内外学术会议，并担任国际医学与工程论坛“医学工程国际研讨会”组织者，贡献会议邀请报告4个。