亚马逊正与钻石巨头戴比尔斯合作 开发用于量子计算的人造钻石

亚马逊正与钻石巨头戴比尔斯合作开发用于量子计算的人造钻石量子网络使用亚原子物质以超越当今光纤系统的方式传输数据。钻石将成为一个组件的一部分，该组件可以让数据在不中断的情况下传输得更远。传统的信号中继器无法处理这种形式的信息，即所谓的量子位。如果一切进展顺利，这种设备可能会出现在亚马逊旗下云服务AWS所使用的网络中。亚马逊量子网络中心的负责人AntiaLamas-Linares说：我们希望为AWS打造这些网络，预计该技术将在几年而不是几十年内投入使用。亚马逊的云业务规模庞大，该公司希望提升技术从而保持对Google等竞争对手的领先地位。对于戴比尔斯的元素六部门来说，该部门希望为工业金刚石找到新的应用，工业金刚石因其硬度和用作透镜的能力而备受推崇。在量子计算中使用它们——一种有望使数据更安全的新兴技术——可能是一个巨大的机会。量子网络的广泛使用需要大量组件，包括专用钻石。元素六部门最近在美国西海岸俄勒冈州开设了一家工厂，该工厂使用一种称为化学气相沉积的技术，每年能够生产多达200万件这种组件。钻石是碳元素的固体形式，它的晶体结构使其成为自然界中最坚硬和导热性最强的材料。钻石也会自然地吸收有限数量的杂质，例如氮原子，从而呈现初不同的颜色。人造钻石也可以复制这样带有杂质的钻石，这些钻石有望在基于量子的网络中充当中继器。最终，这些钻石有望帮助量子计算产生更广泛的影响。亚马逊的研究人员表示，将需要此类设备来连接基于相同技术的计算机，从而使量子计算机网络——长期以来一直是科幻小说的领域——成为现实。去年年中，亚马逊AWS组建了量子网络中心，以开发针对量子网络市场的产品，并解决量子计算在基础科学和工程方面的挑战。新团队中的相当大一部分人员在美国波士顿地区办公。该中心表示，他们将会考量纳入一系列量子网络和量子安全产品，包括硬件、软件、应用程序以及各种量子抗加密产品。据悉，AWS量子网络中心的研究人员将深入探索量子中继器和传感器等新技术，以便创建在隐私、安全和计算能力方面获得进一步提升的全球量子网络。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1353367.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1353367.htm

集成数千原子量子比特的半导体芯片问世 为创建大规模量子通信网络奠定基础

集成数千原子量子比特的半导体芯片问世为创建大规模量子通信网络奠定基础美国麻省理工学院和MITRE公司展示了一个可扩展的模块化硬件平台，该平台将数千个互连的量子比特集成到定制的电路上。这种量子片上系统（QSoC）架构能精确调谐和控制密集的量子比特阵列。多个芯片可通过光网络连接起来，从而创建一个大规模的量子通信网络。研究论文发表在近期的《自然》杂志上。由金刚石色心制成的量子比特，是携带量子信息的“人造原子”。通过在11个频率通道上调整量子比特，该QSoC架构允许为大规模量子计算提出一种新的“纠缠复用”协议。(科技日报)

全球首台商用低温版量子钻石原子力显微镜发布

全球首台商用低温版量子钻石原子力显微镜发布5月21日，全球首台商用低温版量子钻石原子力显微镜，在全国首届量子精密测量赋能产业发展大会上正式亮相。该显微镜由国仪量子技术（合肥）股份有限公司自主研制，这标志着我国量子精密测量技术的产业化发展，取得重要突破。低温版量子钻石原子力显微镜，是一台结合了金刚石NV色心光探测磁共振技术，以及原子力显微镜扫描成像技术的量子精密测量仪器，其可用于宽温区下高分辨、高灵敏、定量无损的磁学测量，具有纳米级的高空间分辨以及单个自旋的超高探测灵敏度。（科技日报）

钻石的陨落：量子世界有了下一种顶级材料

钻石的陨落：量子世界有了下一种顶级材料然而，这种量子领域的巨无霸却有一个弱点。它实在是太大了，钻石在研究量子传感器和数据处理时也存在不足。当钻石变得太小时，其闻名遐迩的超稳定缺陷就会开始崩溃，不仅如此，体积上还有一个极限，在这个极限上，钻石会变得毫无用处。六方氮化硼可以解决这一问题。作为量子传感器和量子信息处理平台，六方氮化硼以前一直被忽视。最近，人们发现了一些新的缺陷，它们正逐渐成为金刚石氮空位中心的有力竞争者，从而改变了这一现状。其中，硼空位中心（hBN晶格中的一个缺失原子）是迄今为止最有前途的缺陷。TMOS用于研究六方氮化硼中硼空位缺陷的实验装置。资料来源：TMOS，ARC变革性元光学系统卓越中心然而，它可以以各种电荷状态存在，只有-1电荷状态适合基于自旋的应用。到目前为止，其他电荷状态的探测和研究还很困难。这是一个问题，因为电荷状态会闪烁，在-1和0状态之间切换，使其不稳定，尤其是在量子设备和传感器的典型环境类型中。但正如发表在《纳米快报》（NanoLetters）上的一篇论文所概述的那样，ARC变革性元光学系统卓越中心（TMOS）的研究人员开发出了一种稳定-1状态的方法，以及一种利用光激发和电子束同时照射来研究六方氮化硼缺陷电荷状态的新实验方法。主要作者AngusGale和DominicScognamiglio在他们的研究实验室。图片来源：TMOS、ARC变革性元光学系统卓越中心共同第一作者安格斯-盖尔（AngusGale）说："这项研究表明，六方氮化硼有可能取代金刚石，成为量子传感和量子信息处理的首选材料，因为我们可以稳定支撑这些应用的原子缺陷，从而产生二维六方氮化硼层，将其集成到金刚石无法集成的设备中。共同第一作者DominicScognamiglio说："我们已经对这种材料进行了表征，并发现了其独特且非常酷的特性，但对hBN的研究还处于早期阶段。目前还没有其他关于硼空位的电荷状态切换、操纵或稳定性的出版物，这就是为什么我们要迈出第一步，填补这一文献空白，更好地了解这种材料。"首席研究员米洛斯-托特（MilosToth）说："这项研究的下一阶段将侧重于泵探测量，这将使我们能够优化hBN中的缺陷，以便应用于传感和集成量子光子学。"量子传感是一个快速发展的领域。与传统传感器相比，量子传感器具有更高的灵敏度和空间分辨率。在量子传感的众多应用中，对于工业4.0和设备的进一步微型化而言，最关键的应用之一是精确感测微电子设备中的温度以及电场和磁场。能够感知这些因素是控制它们的关键。目前，热管理是限制进一步提高微型设备性能的因素之一。纳米级精确量子传感将有助于防止微芯片过热，提高性能和可靠性。量子传感在医疗技术领域也有重要应用，其探测磁性纳米粒子和分子的能力有朝一日可用作搜索癌细胞的注射诊断工具，或监测细胞内的新陈代谢过程，以跟踪医学治疗的影响。为了研究六方氮化硼中的硼空位缺陷，TMOS团队创建了一种新的实验装置，将共聚焦光致发光显微镜与扫描电子显微镜（SEM）集成在一起。这使他们能够在测量缺陷的同时，用电子束和电子微电路同时操纵硼空位缺陷的电荷状态。盖尔说："这种方法的新颖之处在于，它使我们能够将激光聚焦到六方氮化硼中的单个缺陷上并对其进行成像，同时利用电子电路和电子束对其进行操纵。对显微镜的这种改装是独一无二的；它非常有用，大大简化了我们的工作流程。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1378869.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1378869.htm

中美论文同时登上《自然》 量子通信科研有何新突破

中美论文同时登上《自然》量子通信科研有何新突破最近，中国科技大学、哈佛大学的量子通信论文在同一期《自然》杂志发表，引发业内和社会关注。依托中国科大组建的中国科学院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、包小辉、张强等科研人员构建了全球首个基于量子纠缠的城域三节点量子网络；哈佛大学米哈伊尔・卢金团队利用波士顿地区的电信光纤，首次在金刚石SiV（硅空位）色心体系中实现了双节点远距离量子纠缠，光纤距离达到35公里左右。最近发表于《自然》的中国科大成果，是研究团队利用冷原子系综，首次通过单光子干涉在独立存储节点间建立量子纠缠，并在此基础上构建了全球首个基于纠缠的城域多节点量子网络，将量子纠缠网络实验的距离由几十米延长到几十公里。纠缠效率是量子纠缠网络实验的重要指标，与哈佛大学团队在《自然》上发表的成果相比，中国科大成果的纠缠效率高两个数量级以上，优势明显。（解放日报）

研究发现氧气促进了钻石雨的形成

研究发现氧气促进了钻石雨的形成通过对一种类似于冰态巨行星（icegiant）组成物质的深入研究，研究人员发现氧气促进了钻石雨的形成。研究小组还发现了钻石可以和“超离子冰”结合的证据。SLAC的科学家发现氧气促进了这种神奇的降水，揭示了在地球上制造纳米金刚石的新途径。根据新的研究，“钻石雨”，一种长期假设的冰巨行星上的奇异降水类型，可能比以前想象的更普遍。在之前的一项实验中，科学家们模拟了在冰巨星海王星和天王星深处发现的极端温度和压力，并首次观察到钻石雨的形成。科学家们在一种更类似于海王星和天王星化学组成的新材料中研究了这一过程，发现氧气促进了钻石雨的形成。这意味着它们能够在更广泛的条件和更多的行星上形成和生长。美国能源部旗下的SLAC国家加速器实验室的研究人员及其同事进行的这项新研究，提供了钻石雨如何在其他行星上形成的更完整画面。在地球上，这些发现可能会导致一种制造纳米金刚石的新方法，纳米金刚石在药物输送、无创手术、医疗传感器、可持续制造和量子电子学方面具有广泛的应用。齐格弗里德·格伦泽表示：“较早的论文是我们第一次直接看到从任何混合物中形成钻石，从那时起，已经有相当多的不同纯材料的实验。但在行星内部，情况要复杂得多。混合物中有更多的化学物质。所以，我们想在这里弄清楚这些额外的化学物质有什么样的影响”。他是SLAC高能密度事业部的负责人。该团队由Helmholtz-ZentrumDresden-Rossendorf(HZDR)、德国罗斯托克大学、法国ÉcolePolytechnique与SLAC合作领导，今天（2022年9月2日）在ScienceAdvances上发表了研究结果。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1311843.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1311843.htm