4月8日,金刚石国际巨头公司元素六Element Six 发布最新消息,与欧洲汽车芯片及零部件大厂博世Bosch,成立合资公司,即博世量子传感公司(Bosch Quantum Sensing)。
据介绍,该合资企业总部位于德国路德维希堡,目前拥有 30 名员工。博世本身将成为主要合作伙伴并负责运营。Element Six 将持有 25% 的股份。双方同意不会披露进一步的财务细节。新公司的成立仍需获得官方批准。
此次, Bosch和Element Six联手,瞄准芯片级金刚石量子传感器,这将助力金刚石在半导体产业链上的应用实际落地,使量子传感器在工业生产中具有成本效益和可扩展性。这将为重新定义精度和效率的创新应用铺平道路。
Bosch Quantum Sensing声称其量子传感器原型现在只有手机大小
这实现了与现代智能手机大小相同的金刚石量子传感器原型,该合资企业的长期目标是将传感器集成到芯片上。
1、两大巨头瞄准芯片级金刚石量子传感器
量子传感器是博世的一个关键技术领域,两家公司在过去几年中一直在合作,以博世十年的研究为基础。2022年,博世集团宣布成立全新初创团队,旨在将量子传感器商品化。
Element Six 是钻石公司戴比尔斯的子公司,戴比尔斯本身就是矿业巨头优美科的子公司。它目前正在扩大其金刚石衬底的生产规模,以生产 4 英寸金刚石单晶片。
金刚石作为一种宽禁带半导体材料,在量子技术领域展现出独特优势。其内部氮-空位(NV色心)缺陷因具有长自旋相干时间、高光致极化效率及可调控性,是构建量子比特的理想载体。相较于超导量子芯片,金刚石系统可在常温环境下运行,大幅降低了制冷能耗,并可通过光学手段实现高保真度读取保真度(目前已突破99%)。目前,量子金刚石在量子计算、传感和网络方面具有广泛的潜在用途。
近年来,NV色心已经成为室温固态量子传感中最有潜力的研究方向之一。基于激光和微波实现的NV色心电子自旋量子态操控和探测,可以实现对磁场、温度、电场、应力等物理量的精密测量。
这使得基于金刚石的量子传感器可用于从飞机导航到医疗技术的一系列应用。
在移动领域,基于金刚石的量子传感器可以在未来实现强大的导航能力,与传统的 GPS 系统相辅相成。
Bosch 估计,到未来十年中期,医疗和移动应用的全球市场潜力将达到每年 60 亿美元左右。
博世管理委员会主席 Stefan Hartung表示:“量子传感器是一项具有巨大潜力的未来技术。它们将为我们经济的许多部门带来根本性的变化,并改善人们的生活。在成立这家新公司时,我们强调了这项技术对博世的战略意义。作为商用量子传感器的创新领导者,我们将与 Element Six 合作,进一步扩大我们的技术领先地位。”
博世量子传感首席执行官 Katrin Kobe 表示:“我们希望与 Element Six 合作,使量子传感器技术经济化,并允许它们以工业规模生产。通过这种方式,我们将为创新应用奠定基础,为精度和效率设定新标准。”
Element Six首席执行官Siobhán Duffy表示:“此次合作将把我们的人造金刚石技术与Bosch的传感器专业知识相结合,推动医疗保健和航空航天等关键行业的发展。结合Element Six对戴比尔斯集团起源战略的贡献,以及Bosch量子传感,我们将利用各自的能力,开创人造金刚石技术的新时代。”。
2、金刚石助力尖端量子领域
随着对金刚石量子特性的深入研究和工程技术的进步,金刚石在量子领域的应用正日益接近实用化。目前,全球有超过200个学术团队正在研究其量子性质的应用,也有越来越多的公司投入金刚石量子技术的开发。
3月26日,荷兰量子技术研究所(QuTech)、日本富士通公司与材料科技巨头元素六(Element Six)宣布,三方合作成功开发出基于金刚石自旋量子比特的量子芯片,其单量子门操作错误率低于0.1%,标志着量子计算领域迈入高精度控制的新阶段。这一成果结合了低温电子控制技术、先进金刚石材料与量子位设计,为大规模量子计算机的实用化铺平了道路。
据日刊工业新闻2月18日报道,东京科学大学的研究生梶山健一与波多野睦子教授等人,联合产业技术综合研究所与信越化学工业,共同开发了一种在异质基板上形成量子品质金刚石薄膜的方法。
Element Six也和一家名为 SBQuantum(SBQ)的初创公司合作,联合研发一种基于金刚石基量子磁力计的导航技术,试图在没有全球定位系统的地方彻底改变导航系统。据了解,Element Six 和 SBQ 一直保持合作,最早是在 2018 年英国年度量子展示活动上见面的。Element Six 为 SBQ 提供了制造基于金刚石的量子磁力仪原型所需的首批金刚石样品。目前该企业创建并销售金刚石基量子磁力计,用于工业和学术用途,特别是用于自动驾驶车辆。
英国华威大学的一组研究人员利用与Element Six NV金刚石材料,开发出世界上最灵敏的光纤耦合钻石磁力仪。该设备测量物体或材料的磁场,并利用金刚石氮空位 (NV) 中心的量子技术对其进行分析。目前,华威大学的研究团队还在考虑脑磁图 (MEG),这是一种检测大脑信号的技术,未来可能会成为一种潜在的应用。尽管金刚石脑磁图更难实现,因为大脑的磁场比心脏的磁场要小,但它未来可能会被用来诊断精神分裂症和早期阿尔茨海默病等疾病。
欧洲PROMISE联盟对外公布消息,该联盟将把NV量子成像传感器提升至一个新的发展阶段,构建宽场磁强计原型,并推动该产品进入TRL7级(原型已在实际环境中进行了验证)的水平。
PROMISE项目于2025年2月5日启动,旨在将基于金刚石氮-空位(NV)色心的量子磁成像传感器推进到预产业化水平,增强现实世界的应用。
金刚石正在成为量子信息设备的核心材料。此前,印度也看到了量子计算领域的重要性,并计划投资42亿卢比建立“国家培育钻石中心”,旨在通过培育钻石的生产和设备技术开发,推动量子计算领域的研究。
我国清华大学/合肥国家实验室段路明、邓东灵、侯攀宇研究组成功实现了一项关键突破——在金刚石NV中心上构建混合多量子比特纠缠态,并利用重复编码技术实现比特翻转错误的连续纠正。
由南方电网公司输配电部牵头,南网数研院、南网传感公司、中国科学院上海微系统所、超高压输电公司、贵州电网公司、西电高压开关、中国科学技术大学、浙江大学等单位联合研制的全球首套±800kV特高压直流量子电流传感器顺利通过新产品技术鉴定。
中国科学技术大学杜江峰院士团队王亚教授、夏慷蔚教授等提出并发展基于金刚石发光点缺陷的四维信息存储技术,具备面向实际应用所需高密度、超长免维护寿命、快速读写等关键特性,有望为“数据大爆炸”时代所亟需的新一代绿色高容量信息存储提供解决方案。
量子传感正在成为具有最直接市场潜力的量子技术,而基于金刚石NV色心的量子传感器因其卓越的简单性和性能而处于产业化前沿。
我们期待着未来,金刚石在提高量子设备性能、降低成本和简化系统设计等方面发挥关键作用。
此外,金刚石技术的发展还将推动新的科研突破和工业应用,加速量子技术从实验室到现实世界的转变。尽管面临技术挑战和市场不确定性,但金刚石在量子技术领域的前景无疑是光明的。
来源:根据元素六、公开资料整理
- 关键词:量子传感器 博世 Element Six
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- 来 源:未来产链
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