Những đột phá đáng kể đã được thực hiện trong việc chuẩn bị phim kim cương cấp lượng tử

Vào ngày 4 tháng 9, Công ty Điện toán Quantum Ionq (NYSE: IONQ) và Element Diamond Element Six Six đã cùng nhau công bố một bước đột phá đáng kể trong việc chuẩn bị các bộ phim kim cương cấp lượng tử. Thành tích này không chỉ là một tiến bộ quan trọng trong các lĩnh vực của các mạng điện toán lượng tử và các mạng lượng tử, mà còn cho thấy một triển vọng rộng hơn đối với các vật liệu kim cương trong các ứng dụng bán dẫn và thiết bị mới trong tương lai.

 

Đột phá: Phim kim cương cấp lượng lượng tử đạt được khả năng tương thích fab wafer

Điểm nổi bật lớn nhất của bộ phim kim cương cấp lượng lượng tử chất lượng - được phát triển bởi Ionq và Element Six là khả năng được xử lý thông qua các quy trình sản xuất chất bán dẫn tiêu chuẩn. Trong quá khứ, các thiết bị lượng tử có các yêu cầu vật liệu cực kỳ cao và các quy trình liên quan thường phải ở lại cấp phòng thí nghiệm, gây khó khăn cho việc sản xuất trên quy mô lớn. Bây giờ, với các vật liệu tiên tiến của yếu tố sáu và đột phá trong công nghệ IONQ, các thiết bị lượng tử kim cương đã sẵn sàng cho công nghiệp hóa lần đầu tiên.

 

Niccolo de Masi, Chủ tịch và Giám đốc điều hành của Ionq, cho biết, "Phim kim cương cấp lượng tử tương thích với FABS Wafer sẽ thay đổi cảnh quan của các kết nối photon, bộ xử lý điện toán và mạng lượng tử.

 

Siobh á n Duffy, CEO của Element Six, cũng chỉ ra rằng "kim cương tổng hợp là một trong những vật liệu nền tảng hứa hẹn nhất cho công nghệ lượng tử, đặc biệt là trong các lĩnh vực cảm biến và mạng.

 

Chìa khóa cho đột phá này nằm ở hai khả năng chính:

Khả năng tương thích với FABS wafer: Các thiết bị lượng tử kim cương tổng hợp có thể được sản xuất bằng thiết bị xử lý bán dẫn hiện có, hỗ trợ sản xuất quy mô lớn- của bộ lưu trữ lượng tử, cảm biến và các thiết bị khác.

 

Tích hợp không đồng nhất: Phim kim cương có thể được kết hợp với các chất nền như silicon và silicon nitride, cho phép các thiết bị kim cương được tích hợp với các thiết bị quang điện tử truyền thống và các lớp điều khiển điện tử, tạo thành một hệ thống chip lai.

IONQ nhấn mạnh rằng tiến trình này là bổ sung cho việc mua lại công nghệ lưu trữ kết nối và lượng tử của LightsynQ gần đây của công ty, điều này sẽ tăng tốc đáng kể lộ trình của nó đối với các hệ thống lượng tử có thể mở rộng và có thể mở rộng -.

Mở rộng ứng dụng: Từ điện toán lượng tử đến thâm nhập miền chéo

 

Mặc dù bước đột phá này đầu tiên chỉ ra chiến lược điện toán lượng tử và chiến lược mạng lượng tử của IONQ, nhưng tầm quan trọng của nó trong việc mở rộng ứng dụng vật liệu kim cương cũng đáng chú ý.

 

Mạng lượng tử và lưu trữ lượng tử

Các trung tâm màu trống nitơ (trung tâm NV) trong kim cương là cốt lõi để đạt được lưu trữ lượng tử và giao tiếp lượng tử. Quy mô của các màng mỏng lượng tử giúp xây dựng các mảng lưu trữ lượng tử và các nút kết nối quang tử, đặt nền tảng phần cứng cho Internet lượng tử trong tương lai.

 

Cảm biến độ nhạy cao

Các khiếm khuyết trung tâm màu của vật liệu kim cương cũng được sử dụng rộng rãi trong trường cảm biến, có thể đạt được Ultra - Phát hiện độ nhạy cao của từ trường, điện trường và nhiệt độ. Nếu các màng mỏng lượng tử có thể là khối lượng - được sản xuất, nó sẽ thúc đẩy việc hạ cánh của các cảm biến lượng tử cấp thương mại, có thể được sử dụng trong các kịch bản giá trị - cao như chẩn đoán y tế, thăm dò địa chất và bảo vệ an ninh.

 

Chip tích hợp không đồng nhất

Các tin tức đặc biệt đề cập đến 'hội nhập không đồng nhất'. Điều này có nghĩa là kim cương có thể hoạt động hiệp đồng với các thiết bị quang tử silicon và silicon nitride trên cùng một chip. Ví dụ, kết hợp lưu trữ lượng tử kim cương với các công tắc quang và bộ điều biến silicon để tạo thành một chip hệ thống cổ điển lượng tử lai. Chương trình này có thể dẫn đầu trong gia tốc AI, điện toán cạnh và giao tiếp công suất cực thấp.

 

Quản lý nhiệt và giao tiếp quang học

Diamond nổi tiếng với độ dẫn nhiệt cao -. Trong giao tiếp quang học và các thiết bị điện tử năng lượng, tản nhiệt là một nút cổ chai chính hạn chế hiệu suất. Nếu các màng mỏng ở cấp độ lượng tử được công nghiệp hóa, người ta không loại trừ rằng chúng sẽ được áp dụng trong lớp phân tán nhiệt của các mô -đun quang và các thiết bị quang học hiệu suất cao-, mang lại các giải pháp mới cho các ngành công nghiệp truyền thông và bán dẫn quang học.

 

Outlook: Thời gian cửa sổ chính cho công nghiệp hóa kim cương

Sự hợp tác giữa Ionq và Element Six đã thực hiện một bước quan trọng trong việc chuyển đổi vật liệu kim cương từ "nghiên cứu và phát triển phòng thí nghiệm" sang "quy trình công nghiệp". Điều này khá giống với con đường công nghiệp hóa của silicon cacbua và gallium nitride - Khi các vật liệu tương thích với các fab wafer và nhập lớn -, một chu kỳ công nghiệp hóa mới có thể bắt đầu.

 

Đối với điện toán lượng tử và mạng, điều này có nghĩa là dần dần phá vỡ các tắc nghẽn phần cứng và di chuyển về phía các hệ thống lượng tử có thể mở rộng và lỗi -. Đối với ngành công nghiệp kim cương rộng lớn hơn, bước đột phá này cũng cho thấy tiềm năng to lớn đối với các ứng dụng biên giới chéo - trên thị trường: từ thông tin lượng tử, đến độ nhạy cao-, đến giao tiếp quang học và quản lý nhiệt, ranh giới của kim cương không ngừng mở rộng.

Có thể thấy trước rằng trong 5 - 10 năm tiếp theo, với sự trưởng thành của các vật liệu và quy trình liên quan, Diamond dự kiến ​​sẽ dần dần chuyển từ nghiên cứu khoa học cuối - sang sử dụng thương mại quy mô lớn, trở thành một phần quan trọng của hệ thống vật liệu "ERA Silicon".

 

Về ionq

Ionq, Inc. (NYSE: IONQ) là một công ty kết nối lượng tử và điện toán lượng tử thương mại hàng đầu toàn cầu dành riêng cho việc cung cấp các hệ thống hiệu suất- cao để giải quyết các vấn đề phức tạp nhất thế giới. Các máy tính lượng tử hiện có của Ioniq, Ioniq Forte và Ioniq Forte Enterprise, là các hệ thống thế hệ tiên tiến nhất của nó, đã giúp khách hàng và đối tác bao gồm Amazon Web Services, AstraZeneca và NVIDIA đạt được cải thiện hiệu suất gấp 20 lần.

Công ty đang tăng tốc lộ trình công nghệ của mình và có kế hoạch cung cấp máy tính lượng tử mạnh nhất thế giới với 2 triệu qubit vào năm 2030, thúc đẩy sự đổi mới trong các lĩnh vực như phát triển thuốc, khoa học vật liệu, mô hình hóa tài chính, hậu cần, an ninh mạng và quốc phòng. Sự tiến bộ của IONQ trong lĩnh vực mạng lượng tử cũng khiến nó trở thành một nhà lãnh đạo trong việc xây dựng Internet lượng tử.

 

Về yếu tố sáu

Element Six thuộc nhóm De Beers và là nhà lãnh đạo toàn cầu trong thiết kế, phát triển và sản xuất các giải pháp vật liệu tiên tiến cho kim cương tổng hợp. Công ty có các cơ sở sản xuất lớn tại Hoa Kỳ, Vương quốc Anh, Ireland, Đức và Nam Phi, với các hoạt động lan rộng trên toàn cầu.

 

Trong 79 năm, Element Six đã liên tục khám phá các khả năng mới bằng cách sử dụng các tính chất cực đoan của kim cương tổng hợp, đạt được các bước đột phá trong các lĩnh vực như quang tử, âm học, truyền năng lượng, xử lý nước, quản lý nhiệt và cảm biến. Các giải pháp vật liệu tiên tiến của nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm sản xuất điện tử ô tô và tiêu dùng, khoan và cắt dầu, cũng như các thành phần chính trong khai thác, đường, xây dựng và nông nghiệp.