تأخذ أجهزة الاستشعار الكمومية أكبر حاجز على الطرق لأجهزة الكمبيوتر الكمومية – التداخل غير المرفق ، أو الضوضاء – وتحويلها إلى قوة. يدمر الضوضاء أجهزة الكمبيوتر الكمومية لأن الحالات الكمومية التي يستخدمونها للحساب تتأثر بأقل اضطرابات من البيئة. لكن أجهزة الاستشعار الكمومية تستخدم تلك الاضطرابات للكشف عن التغيرات الصغيرة في الحقول المغناطيسية والكهربائية.
تعمل أماندا شتاين ، الرئيس التنفيذي لشركة Quantum Catalyzer (Q-CAT) ، على العثور على أسواق ذات معنى لأجهزة الاستشعار القائمة على عيوب الكم في الماس. IEEE Spectrumتحدثت معها عن التحديات في القيام بذلك.
كيف يمكن استخدام العيوب في الماس كمستشعرات؟
أماندا شتاين: مراكز فرط النيتروجين (NV) هي عيوب في الماس المزروع خصيصًا حيث تم استبدال ذرات الكربون المجاورة في الشبكة البلورية بذرة النيتروجين والشاورة-ذرة الكربون المفقودة. يسمح عيب NV بالاستشعار الدقيق لأن NV يظهر سلوكًا كميًا ممتازًا – مستويات الطاقة الممتازة ، والدوران ، والقدرة على امتصاص الفوتونات الفردية وإبعادها – أثناء حمايتها بواسطة المضيف الماس القوي. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي التغير الصغير في المجال المغناطيسي إلى تغيير مستويات طاقة NV ، مما يؤدي إلى حدوث تغيير قابل للقياس في معدل الفوتونات التي ينبعثها NV.
كيف تجد الصناعات التي يمكن أن تستفيد من أجهزة استشعار الكم؟
شتاين: نبحث عن المناطق التي يمكن أن تضيف فيها أجهزة استشعار الماس قيمة. أكبر المناطق في بيئات وعرة ، لأن Diamond هو مادة قوية للغاية. لذلك الصناعات مثل الفضاء ، والنفط والغاز.
لا تحتاج أجهزة استشعار الماس إلى الكثير من المعايرة ، ومع بعض التطورات التكنولوجية يمكن جعل المعايرة خالية من المعايرة. لذلك يمكن أن يكون جيدا لدقة طويلة الأجل. ويمكنك اكتشاف الحقول المغناطيسية ، ودرجة الحرارة ، والضغط ، وربما حتى الجاذبية ، مع مستشعر واحد. في بيئة وعرة ، من المهم استبدال أجهزة استشعار متعددة بمجموعة واحدة فقط.
ما هي أول عرضية لك ، euqlid ، تساهم في صناعة أشباه الموصلات؟
شتاين: لقد قمنا ببناء شيء يسمى المجهر الكمومي الماسي ، والذي يمكن أن يخلق صورة للحقول المغناطيسية ذات الدقة على نطاق الميكرون على حقل عرض واسع. إنه فريد من نوعه ، خاصة عند تطبيقه على عالم أشباه الموصلات. التيارات التي تتدفق داخل الأسلاك تنتج حقول مغناطيسية ، ويمكننا تتبع هذه الحقول المغناطيسية بشكل غير موسع. ونحن قادرون على رؤية بعض تقنيات التغليف الجديدة دون استخدام الأشعة السينية ، والتي يمكن أن تكون ضارة.
ما هي بعض الصناعات الأخرى التي يمكن أن يكون لها أجهزة استشعار الكم؟
شتاين: نحن نستكشف مجالات مثل الأعمال الفنية والكائنات ذات القيمة العالية. كل الطلاء له بعض الخصائص المغناطيسية ، ومع حساسيتنا الشديدة ، من المحتمل أن نرى أين يتحلل الطلاء ، أو ربما حتى حيث بدأ Van Gogh شيئًا آخر وغير رأيه على طول الطريق.
منطقة أخرى مثيرة في السيرة الذاتية. واحدة من الفرضيات التي لدينا هي أن الخلايا السرطانية تحمل مستوى أعلى من الحديد من الخلايا الصحية. لذلك ، يمكن أن نستخدم أدواتنا لعلم الأمراض.
ما هو التالي لاستشعار الكم؟
شتاين: نحن نبحث أيضًا في مواد أخرى ، مثل كربيد السيليكون والجرافين.
أعتقد أنه مع تقدم استشعار الكم ويبدأ في توفير المزيد من الحلول ، سيكون الناس أكثر وعياً بما يمكن أن يفعله بالفعل. لا يزال الأمر يتطلب الكثير من المال وتطوير التكنولوجيا ، لكنه على المدى القريب كثيرًا ، في رأيي ، من الحوسبة الكمومية.
من مقالات موقعك
المقالات ذات الصلة حول الويب
