By Sandra Helsel julkaistu 09
Quantum News Briefs 9. syyskuuta Aloita selittämällä, kuinka murskatut muovipullot voisivat luoda nanotimantteja kvanttiantureille, minkä jälkeen uusi laiteriippumaton kvanttisalausmenetelmä voisi tarjota turvallisemman cn-salauksen. Commonwealth of Massachusetts myönsi 3.5 miljoonan dollarin T&K-apurahaa uudelle Northeastern Universityn kvanttilaitokselle on kolmas ja LISÄÄ
Murskatut muovipullot voivat luoda nanotimantteja kvanttiantureille
Tutkimusryhmä on simuloinut jääplaneettojen sisäosia lasersalamalla ja vauhdittanut uutta prosessia kvanttisensoreille välttämättömien pienikokoisten timanttien tuottamiseksi. Tutkimuksesta ja sen vaikutuksista raportoitiin Insinööri ja teknologia (E&T) ja tiivistettynä tähän.
Kansainvälinen ryhmä, jota johtivat Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), Rostockin yliopisto ja ranskalainen École Polytechnique, teki uuden kokeen selvittääkseen, mitä tapahtuu jääplaneettojen, kuten Neptunuksen ja Uranuksen, sisällä.
Tutkijat ampuivat laserilla ohutta yksinkertaista PET-muovia olevaa kalvoa ja tutkivat mitä tapahtui käyttämällä intensiivisiä lasersalamia. Yksi tulos oli se, että tutkijat pystyivät vahvistamaan, että se todella "sadetimantteja" aurinkokuntamme reuna-alueen jääjättiläisten sisällä.
Tällä menetelmällä voitaisiin luoda uusi tapa tuottaa nanotimantteja, joita tarvitaan esimerkiksi erittäin herkkiin kvanttiantureihin. Ryhmä on esitellyt havaintojaan lehdessä Tiede ennakot.
Olosuhteet jäisten jättiläisplaneettojen, kuten Neptunuksen ja Uranuksen, sisätiloissa ovat äärimmäiset: lämpötilat nousevat useisiin tuhansiin celsiusasteisiin ja paine on miljoonia kertoja suurempi kuin Maan ilmakehässä. Tällaisia tiloja voidaan kuitenkin simuloida lyhyesti laboratoriossa: tehokkaat lasersalamat osuvat kalvomaiseen materiaalinäytteeseen, lämmittävät sen 6,000 XNUMX °C:seen silmänräpäyksessä ja synnyttävät shokkiaallon, joka puristaa materiaalia muutaman nanosekunnin ajan. miljoona kertaa ilmanpaineeseen verrattuna.
jääjättiläiset eivät sisällä vain hiiltä ja vetyä, vaan myös valtavia määriä happea. Sopivaa kalvomateriaalia etsiessään ryhmä osui jokapäiväiseen aineeseen: PET:iin, hartsiin, josta tavalliset muovipullot valmistetaan. "PET:llä on hyvä tasapaino hiilen, vedyn ja hapen välillä jääplaneettojen toiminnan simuloimiseksi", Kraus sanoi.
Kokeilu avaa näkökulmia myös tekniselle sovellukselle: nanometrin kokoisten timanttien räätälöityyn valmistukseen, jotka ovat jo mukana hioma- ja kiillotusaineissa. Jatkossa niitä ennustetaan käytettävän erittäin herkkinä kvanttisensoreina.
*****
Uusi laiteriippumaton kvanttisalausmenetelmä voisi tarjota turvallisemman cn-salauksen
Singaporen kansallisen yliopiston (NUS) tutkijat ovat kehittäneet uuden protokollan laiteriippumattomalle QKD:lle tai DIQKD:lle. Quantum News Briefs tekee yhteenvedon NewsDeal kattavuus alla.
Laitteesta riippumattoman QKD:n tai DIQKD:n tapauksessa salausprotokolla ei ole riippuvainen käytetystä laitteesta. Vaihtoon kvantti mekaanisia näppäimiä, joko lähetin lähettää valosignaaleja vastaanottimeen tai käytetään sotkeutuneita kvanttijärjestelmiä. Avainten luomiseen käytetään kahta mittausasetusta yhden sijaan. "Ottamalla käyttöön lisäasetus avainten luomiseen, tiedon sieppaamisesta tulee vaikeampaa, ja siksi protokolla voi sietää enemmän kohinaa ja tuottaa salaisia avaimia jopa huonompilaatuisiin sotkeutuneisiin tiloihin." sanoi Charles Lim NUS:sta. Lim on myös yksi tutkimuksen tekijöistä.
Perinteisissä QKD-menetelmissä turvallisuus voidaan taata, kun käytetyt kvanttilaitteet on karakterisoitu hyvin. "Ja niinpä tällaisten protokollien käyttäjien täytyy luottaa QKD-palveluntarjoajien antamiin spesifikaatioihin ja luottaa siihen, että laite ei vaihda toiseen toimintatilaan avainten jakamisen aikana", selittää Tim van Leent, yksi johtavista kirjoittajista.
Tutkijat toivovat, että heidän menetelmänsä auttaa nyt luomaan salaisia avaimia luonnehtimattomilla ja epäluotettavilla laitteilla. He pyrkivät nyt laajentamaan järjestelmää ja sisällyttämään siihen useita sotkeutuneita atomipareja.
*****
Commonwealth of Massachusetts myönsi 3.5 miljoonan dollarin T&K-apurahaa uudelle Northeastern Universityn kvanttilaitokselle
Baker-Politon hallinto Massachusettsissa on ilmoittanut uudesta 3.5 miljoonan dollarin apurahasta Experiential Quantum Advancement Laboratoriesille (EQUAL), lähes 10 miljoonan dollarin hankkeelle, jolla edistetään osavaltion nousevia kvanttitunnistuksen ja siihen liittyvän teknologian sektoreita. Quantum News Briefs jakaa alla olevan ilmoituksen keskeiset kohdat.
Koillisvetoinen hanke luo uusia kumppanuuksia ja hyödyntää useita käynnissä olevia kumppanuuksia korkeakoulujen ja teollisuuden kumppaneiden kanssa. Tavoitteena on kehittää seuraavan sukupolven kvanttiteknologioita, tehostaa opiskelijoiden ja työntekijöiden koulutusta kvanttitietotekniikan ja -tekniikan alalla sekä luoda parempia kumppanuuksia teollisuuden ja hallituksen välille kvanttitunnistuksen ja siihen liittyvien teknologioiden alalla.
Uusi palkinto Commonwealthin Collaborative Research and Development Matching Grant -ohjelmasta, jota hallinnoi Massachusetts Technology Collaborativen (MassTech) Innovation Institute, edistää kvanttitietotieteitä, joka on T&K-rahaston painopistealue. Kohdellulla investoinnilla on vahva potentiaali lähiajan taloudellisille vaikutuksille, mukaan lukien uusien työpaikkojen luominen ja liikevaihdon kasvu toimialakumppaneissa, joista useat osallistuivat keskiviikon tiedotteeseen.
Apurahalla tuetaan uusien ultraherkkien, huoneenlämpöisten kvanttianturien kehittämistä, jotka tarjoavat osavaltiossa elintärkeän ja ainutlaatuisen kyvyn. Keskittymällä sensoreihin, jotka ovat teknisesti vähemmän vaativia kuin kokonaisten kvanttitietokoneiden kehittäminen, Northeastern tekee tutkimusta, joka tarjoaa kannattavia polkuja kaupallistamiseen seuraavien 2–5 vuoden aikana.
Hankkeessa keskitytään vahvasti työvoiman koulutukseen, mikä vastaa kasvavaan kvanttitietotieteiden osaajien tarpeeseen. Katso koko tiedote täältä.
*****
Uudet vakaat kvanttiakut voivat varastoida energiaa luotettavasti sähkömagneettisiin kenttiin
Kvanttiteknologiat tarvitsevat energiaa toimiakseen. Tämä yksinkertainen harkinta on johtanut tutkijoiden kehittämiseen viimeisen kymmenen vuoden aikana kvanttiparistoista, jotka ovat kvanttimekaanisia järjestelmiä, joita käytetään energian varastointilaitteina. Viime aikoina monimutkaisten järjestelmien teoreettisen fysiikan keskuksen (PCS) tutkijat Perustieteen laitos (IBS), Etelä-Korea on pystynyt asettamaan tiukkoja rajoituksia kvanttiakun mahdolliselle lataussuorituskyvylle. Erityisesti, he näyttivät että kvanttiakkujen kokoelma voi johtaa valtavaan parannukseen latausnopeudessa verrattuna klassiseen latausprotokollaan. Tämä johtuu kvanttiefekteistä, jotka mahdollistavat kvanttiakkujen solujen lataamisen samanaikaisesti.
Näistä teoreettisista saavutuksista huolimatta kvanttiakkujen kokeelliset toteutukset ovat edelleen niukkoja. Ainoa viimeaikainen merkittävä vastaesimerkki käytti kokoelmaa kaksitasoisia järjestelmiä (erittäin samanlaisia kuin juuri esitellyt kubitit) energian varastointitarkoituksiin, ja energian tuotti sähkömagneettinen kenttä (laser).
Nykytilanteessa on selvästikin äärimmäisen tärkeää löytää uusia ja helpommin saavutettavia kvanttialustoja, joita voidaan käyttää kvanttiparistoina. Tätä motivaatiota silmällä pitäen saman IBS PCS -tiimin tutkijat, jotka työskentelevät yhteistyössä Giuliano Benentin (Insubrian yliopisto, Italia) kanssa, päättivät äskettäin palata kvanttimekaaniseen järjestelmään, jota on aiemmin tutkittu voimakkaasti: mikromaserin. Micromaser on järjestelmä, jossa atomisäde on tottunut pumppaa fotoneja onteloon. Yksinkertaisesti sanottuna mikromaseria voidaan pitää yllä mainitun kvanttipariston kokeellisen mallin spesifisenä konfiguraationa: energia varastoidaan sähkömagneettiseen kenttään, joka latautuu sen kanssa peräkkäin vuorovaikutuksessa olevien kubittien virralla.
IBS PCS -tutkijat ja heidän yhteistyökumppaninsa osoittivat, että mikromasereissa on ominaisuuksia, joiden avulla ne voivat toimia erinomaisina kvanttiparistomalleina. Yksi suurimmista huolenaiheista yritettäessä käyttää sähkömagneettista kenttää energian varastointiin on se, että periaatteessa sähkömagneettinen kenttä voi absorboida valtavan määrän energiaa, mahdollisesti paljon enemmän kuin on tarpeen.
*****
Sandra K. Helsel, Ph.D. on tutkinut ja raportoinut huipputeknologioista vuodesta 1990 lähtien. Hän on koulutukseltaan tohtori. Arizonan yliopistosta.
