Diamond Quantentechnologie bewegt sich zu einer neuen Reise

Kürzlich begann die Quantenbrillanz, das Quantum -Computersystem der Raumtemperatur an Fraunhofer IAF und Oak Ridge National Laboratory in den USA zu liefern und einen Wendepunkt für die Diamond Quantum -Technologie für die Ingenieurpraktikabilität zu markieren. Das Unternehmen verwendet Stickstoff- (NV) -Zentren (Quantenbits) und erreicht durch Scan -Sonden -Technologie den Defekt -Defekt -Defekt -Defekt -Defekt -Defekt der Nanometer. Gleichzeitig hat es auch eine Zusammenarbeit mit dem IMEC des European Microelectronics Center initiiert, um Diamond in CMOS-kompatible Wafer-Level-Prozesse einzubeziehen, um den Bau von On-Chip-Quantenprozessoren (QPUs) voranzutreiben.

Angesichts der globalen Quantum Computing und der fortschrittlichen Sensing-Technologie, die in die Technik-Transformationsphase eintritt, werden Diamond-Materialien zunehmend von Unternehmen und Forschungsinstitutionen verwendet, um Quantenchips und hochpräzise Sensoren zu bauen, da sie die Quantenzustandskontrolle unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen unterstützen können. Im Gegensatz zu Laborergebnissen, die sich nur auf die Prinzip-Überprüfung konzentrieren, ist eine Unternehmensgruppe in die Phasen der Systemabgabe, der kleinen Tests der Geräte und der Einführung der Standard-Wafer-Prozesslinie, die einen industriellen Prototyp mit praktischen Implementierungsszenarien bildet.

Quantum Brilliance ist derzeit einer der am stärksten technischen Unternehmen im globalen Diamond Quantum Chip -Feld. The company uses nitrogen vacancy structures to construct quantum bits and has delivered its first quantum computing system to Fraunhofer IAF in Germany in 2024, and will deliver three standard systems to Oak Ridge National Laboratory in the United States in 2025. These systems are based on standard 19 inch rack packaging, integrated with Quantum Brilliance's self-developed quantum software development toolkit and NVIDIA CUDA-Q platform, supporting Hybridquantenklassische Computermodelle für die molekulare Hochleistungsmodellierung, AI-Algorithmus-Beschleunigung und andere Szenario-Tests. Das Unternehmen arbeitet auch mit dem australischen Verteidigungsministerium zusammen, um die Leistung von Diamond Quantenchips für Edge -AI -Inferenz- und Lokalisierungsmodule in mobilen taktischen Terminals zu testen.

 

Fraunhofer IAF ist eine der Quantenbrillanzpartner und die treibende Kraft hinter der technischen Anwendung der Diamond Quantenerfassung in Deutschland. Das Unternehmen übernahm den Kernteil des De Brill -Projekts - Schaffung von NV -Defektstrukturen mit Sub -Nanometer -Präzision in Diamantkristallen über ein Scan -Sondensystem. Neben der technologischen Forschung und Entwicklung hat Fraunhofer IAF auch ein Fahrzeugtestprojekt für Diamond -Quantensensoren mit Unterstützung des deutschen Verteidigungsministeriums gestartet, das in Szenarien wie Landnavigation, Messung der U -Boot -Haltung und Erkennung elektromagnetischer Anomalie eingesetzt wird. In 2 0 24 veröffentlichte Fraunhofer offiziell die QB-QDK 2.0-Plattform, die seine Diamond Quantenverarbeitungseinheit mit NVIDIA GPU und CPU kombiniert, um einen hybriden Putungsknoten zu bilden, wodurch Drittanbieter-Entwicklungsteams durchgeführt werden.

 

IMEC ist das größte Halbleiterforschungszentrum in Europa und arbeitet mit der Quantenbrillanz zusammen, um Diamantmaterialien in den Standardprozessfluss einer 12 -Zoll -Fabrik für photonische Wafer einzubeziehen. Gemäß der Vereinbarung zwischen beiden Parteien ist es das Ziel, innerhalb von 12 Monaten eine grundlegende Prozesslinie festzulegen, einschließlich Musterung, Photolithographie, Ionenimplantation und Testmodule. Wenn im CMOS -Prozess inkompatible Verbindungen vorhanden sind, wird IMEC dazu beitragen, sie in die neu gebaute Photonikfabrik in Malaga, Spanien, für die Prozessanpassung zu übertragen. Dieser Schritt wird als wichtiges Symbol für die Entwicklung von Diamantchips von "experimentellen Geräten" zu "Standard -Prozessknoten" angesehen.

 

Oak Ridge National Laboratory (ORNL) ist eine wichtige Einsatzeinheit der US -Regierung bei Diamond Quantum System -Tests. Das Labor hat eine Beschaffungsvereinbarung unterzeichnet und erhält bis 2025 drei Sätze von Quantenbrilliance-Systemen für paralleles Computing mit hohem Durchsatz, Verbindungsverbindung und Plattformkonstruktion für chemische Simulationsexperiment. ORNL fördert auch interne Forschungsprojekte, um das Einbettung von Diamond -QPUs in seine vorhandenen GPU -Computerarrays zu untersuchen und die praktischen Unterschiede in der Algorithmus -Effizienz, des Stromverbrauchs und der Modulgröße von supraleitenden Systemen zu vergleichen. Gleichzeitig hat das vom US -Energieministerium finanzierte Quantensystembeschleunigerprojekt auch die Forschung zu Diamond Quantensensoren einbezogen, die sich auf die Entwicklung von Quantenmagnetdetektoren in hohen Strahlungsumgebungen konzentrieren.

In Japan sind die Diamond Chip- und Quantenerfassungsprojekte in die Stadium der Zusammenarbeit und Werbung für mehreren Abteilungen eingetreten. Sumitomo Electric ist eines der wenigen Unternehmen der Welt, die in der Lage sind, einen elektronischen Diamanten mit einem Kristall zu produzieren. Die Kobe -Fabrik kann mit einer thermischen Leitfähigkeit von mehr als 2000 W/M · k massenerlang massenweise elektronische Diamantchips produzieren. Zusätzlich zur Lieferung von Power -Semiconductor -Kunden dient sie auch als Substrat für NV -Geräte und unterstützt mehrere japanische Regierung finanzierte Quantenforschungsprojekte. Im Jahr 2023 werden AIST und Sumitomo Electric zusammenarbeiten, um hochempfindliche Magnetresonanzdetektoren auf der Grundlage von NV-Zentren zum Nachweis von Mikro-Magnetsignalen in biologischen Geweben zu fördern. Dieses System hat nun den Bau eines kleinen Prototyps im Labor abgeschlossen und tritt in die Überprüfungsstufe der Biosensing -Anwendungsszenarien ein.

 

In den Vereinigten Staaten führen auch Akhan Semiconductor- und HRL -Laboratorien die Entwicklung der physischen Diamantchips durch. Akhan beschäftigt sich mit der kommerziellen Entwicklung von Diamond Electronic Devices und baut integrierte quantenphotonische Chips basierend auf Diamond, um sie in taktischen Kommunikationssystemen und militärischen Präzisionssensoren zu verwenden. Die HRL konzentriert sich mehr auf die Entwicklung der Verpackungstechnik und der optoelektronischen Steuerungsgrenzfläche von Diamond QPU. Sein Team hat in einem internen Bericht im Jahr 2024 bekannt gegeben, dass es für einen 16-Qubit-NV-Array-Chip die Verpackungstests für die optische Steuerung durchführte.

In China hat das Diamond Quantenchip -Feld noch keine vollständige Industriekette gebildet, aber einige Forschungsinstitutionen haben klare Fortschritte gemacht. Das Institut für Physik der chinesischen Akademie der Wissenschaften hat bereits 2019 das quanten kohärente Regulationsexperiment des NV -Zentrums durchgeführt und fördert derzeit die Stabilitätsforschung des Multi -Bit -Arrays basierend auf der "Struktur der Diamantstruktur". Im Jahr 2023 entwickelten das Shanghai -Institut für Technologie und Physik der chinesischen Akademie der Wissenschaften und des Zhijiang -Labors gemeinsam einen "Quanten -Multi -Feld -Erkennungschip", der eine NV -Erfassungsstruktur von 100 -Bit -NV -Erkennung erreichte und die erste Runde der vergleichenden Tests in schwachen Magnetsignal -Erkennungsszenarien abgeschlossen hat. Der Chip befindet sich noch in der Phase des experimentellen Prototyps, aber das Projektteam hat Software- und Hardware -Co -Validierung mit den Herstellern des Inlandslasers und der FPGA -Controller eingeleitet.

 

Die National University of Defense Technology fördert auch das Engineering -Projekt eines Diamant -Basis -Magnetfeldmesssystems und hat die Gesamtprüfung eines tragbaren Magnetfluss -Erkennungsmoduls abgeschlossen. Im Jahr 2024 wurde das System auf Signalabschützer -Überwachungsaufgaben in einer komplexen elektromagnetischen Umgebung eines militärischen Industrieparks angewendet, wobei die Datengenauigkeit 3-5 -Fimem besser ist als herkömmliche Hallsensoren. Es gibt auch Berichte, dass das Nanjing-minimalinvasive Forschungsinstitut mit dem Hersteller von Diamond Thermal Management-Material, Tianke Heda, zusammenarbeitet, um standardmäßige Strukturen für On-Chip-Erfassungen für seine hochreines CVD-Diamantplattform zu entwickeln, mit dem Ziel, eine inländische Materialfundament mit Kommerzial für Quantensensoren bereitzustellen.

 

Diamond als multifunktionales Material für Quanteninformationsträger, Chip -Verpackungsmaterialien und Erfassungsplattformen hat in mehreren Feldern Potenzial für technische Anwendungen gezeigt. In der nächsten Stufe des Wettbewerbs geht es möglicherweise nicht mehr um "wer kann sich als Machbarkeit erweisen", sondern "wer stabil, in Chargen und integrierbar" einsetzen kann ".