حسگری کوانتومی یک فناوری پیشرفته است که از سیستم های کوانتومی در سطح اتمی برای اندازه گیری میدان های الکترومغناطیسی و ویژگی های مختلف مانند چرخش، شتاب و فاصله با دقت بسیار بالا استفاده می کند. این پیشرفت در حسگری پتانسیل برای انقلابی کردن حوزه هایی مانند تصویربرداری مغز و کنترل ترافیک هوایی را داراست.
یک توسعه جذاب در حسگری کوانتومی شامل استفاده از عیوب ریزساختاری در دیاماندها برای ایجاد کیوبیت ها، بلوک های سازنده اصلی دستگاه های کوانتومی، است. پژوهشگران دانشگاه MIT و سایر موسسات، پیشرفت قابل توجهی در شناسایی و کنترل تعداد بیشتری از این عیوب را داشته اند که می تواند منجر به ایجاد سامانه های کوانتومی بزرگتر برای حسگری با حساسیت بیشتر شود.
روشی که توسط پژوهشگران توسعه داده شده، بر روی یک عیب خاص در دیاماندها به نام مرکز نیتروژن-جای خالی (NV) تمرکز دارد. با استفاده از نور لیزری و پالس های مایکروویو، دانشمندان می توانند این عیب را تشخیص داده و تغییر دهند. با این حال، این رویکرد جدید به جای مرکز NV و تحت کنترل قرارگیری به اسپین های تاریک تر و نامرئی، شامل اسپین های تاریک، نیز ادامه می دهد.
برای دستیابی به این هدف، پژوهشگران یک شبکه از اسپین ها را بهم وصل می کنند، با شروع از مرکز NV به عنوان اسپین مرکزی. آنها مرکز NV را با یک اسپین تاریک نزدیک بهم وصل می کنند و سپس از این اسپین تاریک برای یافتن و کنترل اسپینی که نمی تواند به طور مستقیم توسط مرکز NV تشخیص داده شود، استفاده می کنند. این فرایند می تواند برای ایجاد زنجیره های بلندتر از اسپین های کنترل شده تکرار شود.
با خروج به مناطق ناشناخته و پذیرفتن ریسک ها، پژوهشگران امکانات جدیدی برای کیوبیت های مفید کشف کرده اند. توانایی کنترل اسپین های تاریک، پتانسیل ثبت کوانتومی را گسترش می دهد که مجموعه ای از کیوبیت ها هستند که عملکرد حسگرهای کوانتومی را بهبود می بخشند.
پژوهشگران از یک روش به نام رزونانس ضربه اسپین (SEDOR) استفاده می کنند که با استفاده از پالس های مایکروویو، امکان ترکیب انتخابی مرکز NV با اسپین های نزدیک را فراهم می کند. آنها قطبیت را از مرکز NV به اسپین لایه اول انتقال می دهند از طریق تعامل مغناطیسی، اجازه می دهند اسپین لایه دوم را شناسایی کنند. با استفاده از پالس های دقیق مایکروویو، آنها با موفقیت کنترل و انتقال قطبیت را در طول زنجیره اسپین ها انجام می دهند.
این پیشرفت نه فقط امکان ساخت ثبت های کوانتومی بزرگتر با اسپین های لایه بالاتر را فراهم می کند، بلکه عیوبی را کشف می کند که پیش از این شناخته نشده بود. پروتکل بهینه سازی شده پژوهشگران برای پالس های دقیق مایکروویو، پایداری نصب آزمایشی و کاهش اختلالات ناشی از عوامل خارجی را تضمین می کند.
همانطور که به کاوش ناشناخته ادامه می دهیم، این پیشرفت ها در حسگری و کنترل کوانتومی، ما را به نزدیکی از بهره برداری از توان کامل فناوری های کوانتومی در برنامه های مختلف می رساند. قابلیت کنترل اسپین های تاریک راه های جدیدی را برای حسگری کوانتومی باز می کند و راه را برای دستگاه های کوانتومی قدرتمندتر همچنین می بازد.
سوالات متداول:
The source of the article is from the blog papodemusica.com