초순수 다이아몬드 성장, 이온주입, 마이크로나노 공정 등 고품질 다이아몬드 프로브 제작 , 결맞음 시간 준비의 핵심 공정, 안정성이 높은 다이아몬드 양자센서를 마스터한다.
나노미터 규모의 자기장, 전기장 및 온도의 양자 정밀 측정을 위한 초고 공간 분해능입니다 .
충실도가 높은 양자 상태 조작. 50피코초 시간 정밀도의 광대역 고출력 마이크로파 변조 구성 요소를 사용하여 저잡음, 효율적이고 빠른 양자 응집성 스핀 조작을 달성합니다.
장시간 무인 실험을 수행할 수 있습니다. 색상 중심 자동 실험, 광학 경로 자동 보정, 자기장 자동 조정 등을 포함한 지능형 제어 소프트웨어 및 신호 수집 시스템
스펙트럼 분석 및 구조 분석의 응용
CIQTEK Quantum Diamond Single Spin Spectroscopy는 생물학적 고분자의 구조 및 기능 분석, 단일 분자 이미징, 세포하 이미징, 세포 분류 등에 적용할 수 있으며 측정 규모는 나노미터에서 마이크로미터까지입니다.
- 단일 단백질 및 단일 분자에 대한 전자 상자성 공명(EPR)
주변 조건에서 개별 단백질 분자의 EPR(ESR) 분광학은 NV 중심과 외부 전자 스핀 사이의 상호 작용을 분석하여 연구되었습니다. 나노 수준이나 심지어 단일 스핀 수준에서도 물질을 측정하면 앙상블의 통계적 평균에 숨겨진 정보를 얻을 수 있어 물질의 구조와 특성을 보다 근본적으로 이해할 수 있습니다.
- 나노규모 핵자기공명
단일 분자 NMR 분야에서는 최근 몇 년 동안 급속한 발전이 이루어졌습니다. 2016년에는 이 기술을 사용하여 개별 단백질의 NMR 스펙트럼을 얻었습니다. 기술의 발전으로 화학적 이동의 분해능이 획기적으로 향상되었습니다. 1Hz(시료량: 피코리터)의 분해능을 달성할 수 있으며 단일 세포 규모의 NMR을 실현할 수 있습니다.
- 살아있는 세포의 온도, 자기장, 활동전위 검출
살아있는 세포를 실시간으로 추적하기 위해 다이아몬드 나노입자에 NV 센터를 적용하면 나노 규모의 국소 온도 측정이 가능해 암세포와 같은 활성 상태의 국소 온도 변화와 생리학적 상태에 대한 피드백을 모니터링할 수 있습니다. 벌레의 단일 뉴런의 활동 전위를 감지하기 위한 NV 컬러 센터의 적용은 신경과학 분야에서 이 기술을 적용하기 위한 기반을 마련했습니다. 자기주성 박테리아의 자기장 이미징은 NV 센터의 자기 특성을 적용하여 구현됩니다.
양자 컴퓨팅의 응용
- 양자컴퓨팅
양자 컴퓨팅은 데이터 작업을 수행하기 위해 컴퓨팅 시스템을 연구하기 위해 양자 역학적 현상을 사용하는 것을 말합니다.
- Qubits로서의 Diamond NV 센터
다이아몬드의 NV 중심 스핀은 주변 조건에서 높은 효율로 초기화, 조작 및 판독이 가능하며 일관성 시간이 길어 이상적인 큐비트입니다.
- 양자 컴퓨팅 응용 사례
> 고충실도 양자 제어
마이크로파 펄스는 NV 중심의 스핀 상태 반전을 제어하여 양자 게이트를 형성하는 데 사용될 수 있습니다. 단일 큐비트 양자 게이트의 작동 충실도는 펄스 시퀀스의 정교한 설계를 통해 99.99%에 도달할 수 있습니다. 이는 단일 큐비트 양자 게이트 충실도의 현재 기록이며 내결함성 임계값에 도달합니다.
> 양자 알고리즘
양자 알고리즘은 양자 중첩, 병렬성, 얽힘, 측정 붕괴 등과 같은 양자 역학의 많은 기본 특성을 사용합니다. 이러한 물리적 특성은 계산 효율성을 향상시키는 데 큰 도움을 주고 완전히 새로운 계산 모드인 양자 알고리즘을 형성합니다. 상온 양자컴퓨터 구현에 필수적인 D-J 알고리즘과 대수인수분해 알고리즘을 NV 센터를 이용하여 시연하였습니다.
> 양자 오류 수정
클래식 컴퓨팅과 양자 컴퓨팅 모두에서 오류는 항상 불가피합니다. 고전적인 정보 처리에서는 오류 확률을 줄이기 위해 코딩이 자주 사용됩니다. 마찬가지로 양자 계산에서도 양자 오류 정정을 통해 오류 발생 확률을 줄일 수 있다. 다이아몬드의 전자 스핀은 빠르게 작동할 수 있는 반면, 핵 스핀은 일관성 시간이 더 깁니다. 전자 스핀과 근처 핵 스핀으로 구성된 하이브리드 시스템은 양자 계산의 확장성을 향한 중요한 단계인 양자 오류 수정 프로세스를 시연하는 데 사용됩니다.
