Fabricação de sondas de diamante de alta qualidade, incluindo o crescimento de diamante ultrapuro, injeção de íons e processo de processamento micro-nano, dominando o processo principal de preparação de tempo de coerência e sensores quânticos de diamante de alta estabilidade.
Resolução espacial ultra-alta para medição de precisão quântica do campo magnético, campo elétrico e temperatura em escala nanométrica.
Manipulação de estado quântico de alta fidelidade. Com componentes de modulação de microondas de alta potência e banda larga com precisão de 50 picossegundos para obter manipulação de rotação coerente quântica de baixo ruído, eficiente e rápida.
Experimentos longos e autônomos podem ser conduzidos. Software de controle inteligente e sistema de aquisição de sinal, incluindo experimento automático de centro de cores, calibração automática do caminho óptico, ajuste automático do campo magnético, etc.
Aplicações em Análise Espectral e Análise Estrutural
A espectroscopia CIQTEK Quantum Diamond Single Spin pode ser aplicada à análise da estrutura e função de macromoléculas biológicas, imagem de molécula única, imagem subcelular, classificação de células, etc., e a escala de medição abrange a ordem de nanômetros a micrômetros.
- Ressonância Paramagnética Eletrônica (EPR) para Proteína Única e Molécula Única
A espectroscopia EPR (ESR) de moléculas de proteína individuais em condições ambientais foi estudada analisando a interação entre o centro NV e os spins externos dos elétrons. A medição de materiais em nanoescala ou mesmo em um único nível de spin pode obter informações ocultas por uma média estatística do conjunto, para compreender a estrutura e as propriedades dos materiais de forma mais fundamental.
- Ressonância Magnética Nuclear em Nanoescala
No campo da RMN molecular única, um rápido progresso foi feito nos últimos anos. Em 2016, espectros de RMN de proteínas individuais foram obtidos utilizando esta técnica. Com o desenvolvimento da tecnologia, a resolução da mudança química foi dramaticamente melhorada. A resolução de 1 Hz (volume de amostra: picolitro) pode ser alcançada e a RMN em escala unicelular pode ser realizada.
- Detecção de temperatura, campo magnético, potencial de ação em células vivas
A aplicação do centro NV em nanopartículas de diamante para rastrear células vivas em tempo real pode alcançar medições de temperatura local em nanoescala, de modo a monitorar mudanças locais de temperatura em estados ativos, como células cancerígenas, e feedback sobre suas condições fisiológicas. A aplicação de centros de cores NV para detectar os potenciais de ação de neurônios individuais em vermes lançou as bases para a aplicação desta tecnologia no campo da neurociência. A imagem do campo magnético de bactérias magnetotáticas é realizada aplicando as propriedades magnéticas dos centros NV.
Aplicações em Computação Quântica
- Computação Quântica
A computação quântica refere-se ao uso de fenômenos da mecânica quântica para estudar sistemas de computação para realizar operações de dados.
- Centros Diamond NV como Qubits
O spin central NV em um diamante pode ser inicializado, manipulado e lido com alta eficiência em condições ambientais e tem um longo tempo de coerência, que é um qubit ideal.
- Exemplos de aplicações de computação quântica
> Controle Quântico de Alta Fidelidade
O pulso de microondas pode ser usado para controlar a mudança do estado de rotação do centro NV para formar uma porta quântica. A fidelidade de operação da porta quântica de qubit único pode chegar a 99,99% por meio de um design sofisticado da sequência de pulsos. Este é o recorde atual de fidelidade de porta quântica de qubit único e atinge um limite de tolerância a falhas.
> Algoritmo Quântico
O algoritmo quântico usa muitas propriedades fundamentais da mecânica quântica, como superposição quântica, paralelismo, emaranhamento, colapso de medição, etc. Essas propriedades físicas trazem grande ajuda para a melhoria da eficiência computacional e formam um modo computacional totalmente novo - o algoritmo quântico. O algoritmo D - J e o algoritmo de fatoração de grandes números foram demonstrados usando o centro NV, que é um passo essencial para a realização do computador quântico à temperatura ambiente
> Correção de erro quântico
Erros são sempre inevitáveis, tanto na computação clássica quanto na quântica. No processamento clássico de informações, a codificação é frequentemente usada para reduzir a probabilidade de erro. Da mesma forma, na computação quântica, a probabilidade de ocorrência de erros também pode ser reduzida por meio da correção quântica de erros. Os spins dos elétrons nos diamantes podem ser operados rapidamente, enquanto os spins nucleares têm um tempo de coerência mais longo. O sistema híbrido que consiste em spin eletrônico e spin nuclear próximo é usado para demonstrar o processo de correção quântica de erros, que é um passo crucial para a escalabilidade da computação quântica.
