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印度政府设立Qmet中心：开发量子金刚石显微镜和便携式磁力计
发布时间:
2025-03-07
印度理工学院孟买分校（IIT Bombay）的研究人员已准备好多项技术，以支持新成立的量子传感与计量中心Qmet。Qmet由该校Kasturi Saha教授领导，它是印度国家量子任务（NQM）的四大主题中心之一，由印度科技部负责实施。该中心汇集了印度16个研究所的40名研究人员，他们将通过合作与沟通共同推进印度量子技术的研发。
据国外媒体消息，2025 年 2 月 17 日，印度孟买理工学院的光子学和量子传感技术实验室正式向外界发布消息，宣布实验室已准备好新成立的量子传感和计量中心所需的相关技术：由 Kasturi Saha 教授领导的 P-Quest 实验室研发了金刚石量子显微镜和便携式磁力计。
据悉，Saha 教授是该学院在国家量子任务（NQM）下成立的 Qmet 技术基金会的项目主任，同时也是新启动的量子传感和计量中心的关键人物。这位年轻教授与团队一同探索并突破精密计量学、传感和成像领域的界限，借助纳米光子学、经典与量子信息处理以及生命科学等新型跨学科研究带来的机遇，在汇集顶尖人才、开展突破性研究和提出变革性想法以推动量子革命方面发挥着重要作用。
Qmet 是科技部（DST）在 NQM 下创建的四个主题中心之一。该中心是在印度政府组织下成立，吸引了来自印度各地 16 个研究所的 40 名研究人员，怀着共同的目标，致力于实现 NQM 的目标，该中心旨在链通量子传感和计量学的基础研究与实际应用，而量子传感和计量学，正是 NQM 的四大重点领域之一。
金刚石量子传感技术，是 Saha 教授研究团队的主要研究对象。他们在金刚石中研究被称为氮空位（NV）中心的缺陷，这些缺陷可作为非常精确的磁场和温度传感器。通过操纵这些缺陷，研究团队制造出能够探测神经元或深入研究细胞的系统。在金刚石量子显微镜中，当 NV 中心被荧光绿光激发时，会发出红光，这些 NV 中心缺陷具有独特的 “旋转” 属性，能与磁场耦合并发出红光，本质上相当于超灵敏磁场传感器。
据了解，该研究团队计划利用金刚石量子显微镜，通过在封装芯片内映射 3D 层中的磁场，对半导体芯片进行无损测试，并试图将此应用扩展至生物传感领域，如探测神经元培养物产生的磁场，追踪神经元位置，以帮助识别和比较神经元与磁场的相互作用，这可能是进入磁场灵敏度基本极限的潜在方法之一。
印度金刚石开采历史悠久，以金刚石质量卓越而闻名。然而，用于量子应用的金刚石是实验室种植的 CVD 钻石。目前，研究团队正与多家金刚石公司合作，推动印度本土金刚石在量子应用方面的开发。在金刚石量子的开发中，实现金刚石样品的基准测试是关键步骤，他们测量金刚石 NV 自旋的相干时间等不同特性。
除磁力计可转换为用于无人机监控的芯片外，团队还在研究不同类型磁性材料作为量子材料的可行性，开发的设备有助于了解材料的工作原理，构成甚至延展磁图视频的磁图，了解磁场生成方向，提高设备灵敏度，提升神经元成像。这为其在 NQM 下的商业化开辟了空间，该研究团队通过将灵敏度降至基本极限并确定噪音约束，为量子显微镜提供尽可能高的空间分辨率，从而将量子理论与工程应用联系起来，开发实用的量子器件。
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