Diamond Quantum Technology bevæger sig mod en ny rejse

For nylig begyndte Quantum Brilliance at levere sit stuetemperatur kvante computingssystem til Fraunhofer IAF og Oak Ridge National Laboratory i USA, der markerer et vendepunkt for diamantkvanteteknologi til teknik Praktisk . Virksomheden bruger nitrogen -ledige stillinger (NV) centrerer som kvantebit og opnås sub nanometerniveau defekter lokalisering i diamant gennem scanning sonningsteknologi, afsløring af oversætningen af ​​kvantebilleder og opnå under nanometerniveau defekter lokalisering i diamant gennem scanning sonning, afsløring af oversætningen af ​​kvantepunkter Bekræftelse til første generation af kommercialisering . På samme tid har den også indledt et samarbejde med det europæiske mikroelektronikcenter IMEC for at udforske inkorporering af diamant i CMOS-kompatible waferniveauprocesser og forsøger at drive konstruktionen af ​​on-chip kvanteprocessorer (QPU'er) .

With the global quantum computing and advanced sensing technology entering the engineering transformation stage, diamond materials are increasingly being used by enterprises and research institutions to build quantum chips and high-precision sensors due to their ability to support quantum state control under normal temperature and pressure conditions. Unlike laboratory results that only focus on principle verification, a group of enterprises have advanced to the stages of system delivery, equipment small-scale testing, and Standard Wafer Process Line Introduktion, danner en industriel prototype med praktiske implementeringsscenarier .

Quantum Brilliance er i øjeblikket et af de mest konstruerede virksomheder inden for det globale diamantkvantechipfelt . Virksomheden bruger nitrogen -ledige strukturer til at konstruere kvantebits og har leveret sit første kvanteberegningssystem til Fraunhofer iaF i tyskland i 2024, og vil levere tre standardsystemer til Oak Ridge National Laboratory i USA i {{{{}} disse systemer er baseret Emballage, integreret med Quantum Brillians's selvudviklede kvante-softwareudviklingsværktøjssæt og NVIDIA CUDA-Q-platform, understøtter hybrid kvanteklassisk computermodeller til højtydende molekylær modellering, AI-algoritme-acceleration og andre scenario-testning . Virksomheden samarbejder også med det australske forsvarsafdeling til testen af ​​udførelsen af ​​Diamant-kvitting for kant for kant af fordel Lokaliseringsmoduler i mobile taktiske terminaler .

 

Fraunhofer IAF is one of the Quantum Brilliance partners and the driving force behind the engineering application of diamond quantum sensing in Germany. The company undertook the core part of the DE Brill project - creating NV defect structures with sub nanometer precision in diamond crystals through a scanning probe system. In addition to technological research and development, Fraunhofer IAF has also launched a vehicle testing project for diamond quantum sensors with the support of the German Ministry of Defense, deployed in scenarios such as land navigation, submarine attitude measurement, and electromagnetic anomaly detection. In 2024, Fraunhofer officially released the QB-QDK 2.0 platform, which combines its diamond quantum processing unit with NVIDIA GPU and CPU For at danne en hybrid computingknudepunkt, understøtter udviklingshold i tredjepart til at gennemføre kvante neurale netværk og multimodal sensing-algoritme-test.

 

IMEC er det største halvlederforskningscenter i Europa og samarbejder med Quantum Brilliance for at inkorporere diamantmaterialer i standardprocessen for en 12 tommer fotonisk waferfabrik . I henhold til aftalen mellem begge parter er målet at etablere en grundlæggende proceslinje tilpasset til diamant inden for 12 måneder, inklusive mønster, fotolithografi, ion implantation og testning af moduler .}}}}}}}}}}}}}}} hvis i henhold til hvis, fotolithografi, er ion implantation og testning af modul {{3 er uforenelige forbindelser i CMOS -processen, IMEC vil hjælpe med at overføre dem til sin nybyggede fotonikfabrik i Malaga, Spanien til procestilpasning . Dette træk ses som et vigtigt symbol på udviklingen af ​​diamantchips fra "eksperimentelt udstyr" til "standardprocesnoder" .}

 

Oak Ridge National Laboratory (ORNL) is a key deployment unit of the US government in diamond quantum system testing. The laboratory has signed a procurement agreement and will receive three sets of Quantum Brilliance systems by 2025 for high-throughput parallel computing, quantum system interconnection, and chemical simulation experiment platform construction. ORNL is also advancing internal research projects to explore embedding diamond QPU'er ind i sine eksisterende GPU -computing -arrays og sammenligning af de praktiske forskelle i algoritmeeffektivitet, strømforbrug og modulstørrelse af superledende systemer . På samme tid har kvante -systemets acceleratorprojekt, der finansieres af det amerikanske energi, også inkluderet forskning på diamantkvantens sensorer, med fokus på udviklingen af ​​kvantemagnetiske detektorer i høje strålingsmiljø

I Japan er de diamantchip- og kvantensfølende projekter gået ind på scenen med multiafdelingssamarbejde og forfremmelse . Sumitomo Electric er et af de få virksomheder i verden med evnen til at masseproduktion af elektronisk kvalitet enkelt krystal diamant {{{} dens Kobe -fabrikken er i stand til at masseproducere elektronisk kvalitet diamant chips med en termal ledningsevne, der overstiger 2000w/m · k {{{3}.}.}} Ud over at levere Power Semiconductor-kunder fungerer det også som et underlag til NV-enheder og understøtter flere japanske regeringsfinansierede kvanteforskningsprojekter . I 2023 vil AIST og Sumitomo Electric samarbejder om at fremme højfølsomhedsmagnetisk resonansdetektorer, der er baseret på NV-centre til påvisning af mikrimagnetiske signaler i biologiske væv {{7 Konstruktion af en lille prototype i laboratoriet og går ind i verifikationsstadiet for biosenseringsapplikationsscenarier .

 

In the United States, in addition to ORNL, Akhan Semiconductor and HRL Laboratories are also conducting physical diamond chip development. Akhan is engaged in the commercial development of diamond electronic devices and is building integrated quantum photonic chips based on diamond, with the goal of using them in tactical communication systems and military precision sensors. HRL focuses more on the packaging engineering og optoelektronisk kontrolgrænsefladeudvikling af diamant qpu . Dets team har afsløret i en intern rapport i 2024, at det har afsluttet alloptisk kontrolemballage-test for en 16 qbit nv array-chip .

I Kina har Diamond Quantum Chip -feltet endnu ikke dannet en komplet industriel kæde, men nogle forskningsinstitutioner har gjort klare fremskridt . Instituttet for fysik på det kinesiske akademi for videnskab 2023, the Shanghai Institute of Technology and Physics of the Chinese Academy of Sciences and the Zhijiang Laboratory jointly developed a "quantum multi field detection chip", which achieved a 100 bit level NV sensing array structure and completed the first round of comparative testing in weak magnetic signal detection scenarios. The chip is still in the experimental prototype stage, but the project team has initiated software og hardware -co -validering med indenlandske laser- og FPGA -controllerproducenter .

 

National University of Defense Technology fremmer også ingeniørprojektet for et diamantbaseret magnetfeltmålingssystem og har afsluttet den samlede test af en bærbar magnetisk fluxdetektionsmodul . I 2024 blev systemet anvendt til signalbeskyttelsesopgaver i et komplekst elektromagnetisk miljø i en militær industripark, med dataknapacy 3-5 Times Better Hall Hall Sensorer . Der er også rapporter om, at Nanjing minimalt invasive forskningsinstitut samarbejder med Diamond Thermal Management Material Producent Tianke Heda om at udvikle standard on-chip sensing-strukturer på dets høj-renhed CVD Diamond-platform med målet om at tilvejebringe et indenlandsk materialefundament med kommercielle potentiale for kvante sensorer .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}

 

Diamond, som et multifunktionelt materiale til kvanteinformationsbærere, chipemballagematerialer og sensingsplatforme, har vist potentiale for tekniske applikationer inden for flere felter . Den næste fase af konkurrence er måske ikke længere om 'hvem der kan bevise gennemførlighed', men 'der kan indsætte stabilt i batches og integreret'