Квантовые датчики на основе алмазов становятся центром нового трехлетнего проекта в США

Алмазы и квантовые технологии: американские физики прокладывают новый путь в измерении электромагнитных полей

Как сообщает НВ — Техно: Опубликовано: 19 августа, 07:39

Источник: Interesting Engineering

Фото: Назар Делеган/Лаборатория Аргонне

Квантовые сенсоры - это новая область физики, которая использует атомные свойства для чрезвычайно точных измерений. В этом направлении Министерство энергетики США и Лаборатория Аргонне начали трехлетний проект стоимостью 1 миллион долларов по созданию квантовых датчиков из алмазных кристаллов. Финансирование поступает от Управления высокой энергии Министерства энергетики через его программу квантовых информационных технологий. Эти датчики основаны на квантовых состояниях, возникающих из определённых недостатков в кристаллической решётке: когда атом азота занимает место атома углерода и находится рядом с пустым местом, оставленным отсутствующим соседом.

Недостатки чувствительны к магнитным и электрическим полям, потому что их квантовые уровни энергии изменяются в ответ. Изменения фиксируются с помощью света и микроволн, направленных на материал. Исследовательская группа стремится создать ультравысокоточные детекторы, системы картирования магнитных полей большой площади и массивы, подходящие для быстро меняющихся полей. Проект разделен на три фазы:

• Адаптация алмазного материала для приложений в области физики высоких энергий
• Тестирование вблизи мощных магнитов и под воздействием радиации
• Создание полевых прототипов

Алмаз от природы устойчив к радиации, что делает его привлекательным для такого рода сенсорного оборудования. Соавтор проекта Назар Делеган отметил: “Это еще один фронт в том, что могло бы стать квантовой революцией. Пять или десять лет назад это звучало как научная фантастика. Сегодня мы видим реальные пути к устройствам, которые будут полезны другим исследователям и нам самим.”

Руководитель проекта, физик Питер Уинтер, также подчеркнул важность инициативы для продвижения квантовых технологий.

Эта работа может проложить путь к интеграции квантовых сенсоров в повседневную микроэлектронику, что является ключевым этапом для этой области. В дополнение к этому, квантовые датчики на основе алмазов могут оказать широкое влияние на медицину, геофизику и безопасность. Высокоточные измерения электромагнитного поля необходимы для исследования новых материалов и создания технологий, таких как квантовые компьютеры. Этот проект рассматривается как важный шаг к внедрению квантовых систем из лаборатории в практическое использование - потенциально изменяя многие аспекты повседневной жизни.

Пока исследователи исследуют передовые сенсорные технологии, также появляются инновации из разных регионов. Например, новый сенсор, разработанный в Китае, позволяет роботам определять объекты без физического контакта, демонстрируя растущую тенденцию к неинвазивным методам измерения. Это развитие дополняет текущие усилия в области квантового сенсинга, подчеркивая более широкий сдвиг к точности в различных областях. Чтобы узнать больше об этом интригующем достижении, посетите эту статью.