3月26日，荷蘭量子技術(shù)研究所（QuTech）、日本富士通公司與材料科技巨頭元素六（Element Six）宣布，三方合作成功開發(fā)出基于金剛石自旋量子比特的量子芯片，其單量子門操作錯(cuò)誤率低于0.1%，標(biāo)志著量子計(jì)算領(lǐng)域邁入高精度控制的新階段。這一成果結(jié)合了低溫電子控制技術(shù)、先進(jìn)金剛石材料與量子位設(shè)計(jì)，為大規(guī)模量子計(jì)算機(jī)的實(shí)用化鋪平了道路。
據(jù)日刊工業(yè)新聞2月18日?qǐng)?bào)道，東京科學(xué)大學(xué)的研究生梶山健一與波多野睦子教授等人，聯(lián)合產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所與信越化學(xué)工業(yè)，共同開發(fā)了一種在異質(zhì)基板上形成量子品質(zhì)金剛石薄膜的方法。
Element Six也和一家名為 SBQuantum（SBQ）的初創(chuàng)公司合作，聯(lián)合研發(fā)一種基于金剛石基量子磁力計(jì)的導(dǎo)航技術(shù)，試圖在沒(méi)有全球定位系統(tǒng)的地方徹底改變導(dǎo)航系統(tǒng)。據(jù)了解，Element Six 和 SBQ 一直保持合作，最早是在 2018 年英國(guó)年度量子展示活動(dòng)上見(jiàn)面的。Element Six 為 SBQ 提供了制造基于金剛石的量子磁力儀原型所需的首批金剛石樣品。目前該企業(yè)創(chuàng)建并銷售金剛石基量子磁力計(jì)，用于工業(yè)和學(xué)術(shù)用途，特別是用于自動(dòng)駕駛車輛。
英國(guó)華威大學(xué)的一組研究人員利用與Element Six NV金剛石材料，開發(fā)出世界上最靈敏的光纖耦合鉆石磁力儀。該設(shè)備測(cè)量物體或材料的磁場(chǎng)，并利用金剛石氮空位 (NV) 中心的量子技術(shù)對(duì)其進(jìn)行分析。目前，華威大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)還在考慮腦磁圖 (MEG)，這是一種檢測(cè)大腦信號(hào)的技術(shù)，未來(lái)可能會(huì)成為一種潛在的應(yīng)用。盡管金剛石腦磁圖更難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榇竽X的磁場(chǎng)比心臟的磁場(chǎng)要小，但它未來(lái)可能會(huì)被用來(lái)診斷精神分裂癥和早期阿爾茨海默病等疾病。
歐洲PROMISE聯(lián)盟對(duì)外公布消息，該聯(lián)盟將把NV量子成像傳感器提升至一個(gè)新的發(fā)展階段，構(gòu)建寬場(chǎng)磁強(qiáng)計(jì)原型，并推動(dòng)該產(chǎn)品進(jìn)入TRL7級(jí)（原型已在實(shí)際環(huán)境中進(jìn)行了驗(yàn)證）的水平。
PROMISE項(xiàng)目于2025年2月5日啟動(dòng)，旨在將基于金剛石氮-空位（NV）色心的量子磁成像傳感器推進(jìn)到預(yù)產(chǎn)業(yè)化水平，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)世界的應(yīng)用。
金剛石正在成為量子信息設(shè)備的核心材料。此前，印度也看到了量子計(jì)算領(lǐng)域的重要性，并計(jì)劃投資42億盧比建立“國(guó)家培育鉆石中心”，旨在通過(guò)培育鉆石的生產(chǎn)和設(shè)備技術(shù)開發(fā)，推動(dòng)量子計(jì)算領(lǐng)域的研究。
我國(guó)清華大學(xué)/合肥國(guó)家實(shí)驗(yàn)室段路明、鄧東靈、侯攀宇研究組成功實(shí)現(xiàn)了一項(xiàng)關(guān)鍵突破——在金剛石NV中心上構(gòu)建混合多量子比特糾纏態(tài)，并利用重復(fù)編碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)比特翻轉(zhuǎn)錯(cuò)誤的連續(xù)糾正。
由南方電網(wǎng)公司輸配電部牽頭，南網(wǎng)數(shù)研院、南網(wǎng)傳感公司、中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)所、超高壓輸電公司、貴州電網(wǎng)公司、西電高壓開關(guān)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、浙江大學(xué)等單位聯(lián)合研制的全球首套±800kV特高壓直流量子電流傳感器順利通過(guò)新產(chǎn)品技術(shù)鑒定。
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)杜江峰院士團(tuán)隊(duì)王亞教授、夏慷蔚教授等提出并發(fā)展基于金剛石發(fā)光點(diǎn)缺陷的四維信息存儲(chǔ)技術(shù)，具備面向?qū)嶋H應(yīng)用所需高密度、超長(zhǎng)免維護(hù)壽命、快速讀寫等關(guān)鍵特性，有望為“數(shù)據(jù)大爆炸”時(shí)代所亟需的新一代綠色高容量信息存儲(chǔ)提供解決方案。
量子傳感正在成為具有最直接市場(chǎng)潛力的量子技術(shù)，而基于金剛石NV色心的量子傳感器因其卓越的簡(jiǎn)單性和性能而處于產(chǎn)業(yè)化前沿。
我們期待著未來(lái)，金剛石在提高量子設(shè)備性能、降低成本和簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。
此外，金剛石技術(shù)的發(fā)展還將推動(dòng)新的科研突破和工業(yè)應(yīng)用，加速量子技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室到現(xiàn)實(shí)世界的轉(zhuǎn)變。盡管面臨技術(shù)挑戰(zhàn)和市場(chǎng)不確定性，但金剛石在量子技術(shù)領(lǐng)域的前景無(wú)疑是光明的。
來(lái)源：根據(jù)元素六、公開資料整理
