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2025-01-06 12:00:00
プログラムは、実験室での量子測定の精度を現実世界のデバイスを使用したアプリケーションにもたらすことを目指しています
ミシガン大学主導のチームは、実世界のアプリケーションに十分堅牢な量子技術の構築を目的とした5,000万ドルのセンター建設に入札する十数の研究コンソーシアムの中の候補者の1つである。
ミシガン大学 (UM) は、国立科学財団 (NSF) の第 1 段階で最初の資金を受け取りました。 量子科学技術の実証 100万ドルの助成金が来年にかけてその研究分野で開発する選択肢を検討するために使用される予定のプログラムです。
量子フォトニック統合および展開 ─ QuPID ─ と呼ばれるこのチームのプロジェクトは、量子半導体を使用した現場での実世界の測定に光の驚異的な精度を利用する最初のチップを構築することを目指しています。研究者らは、主要な産業パートナーと協力して、高精度の測定を実行できる量子システムを開発します。
「私たちは基本的に、量子ガジェットを構築し、そのパフォーマンスを実証して、他のユーザーのデバイスに統合できるようにしようとしています。それが AI であれ、液体の純度の測定であれ、大きな嵐の数か月前までの予測であれ」と、電気工学およびコンピュータサイエンスの教授であり、このプロジェクトの主任研究者であるマッキロ・キラ氏は語った。
同チームは、超高感度の環境モニタリング、GPSを使用しないナビゲーション、超高感度の半導体チップの品質管理、上空または衛星からの地下構造の詳細な地質図作成などのアプリケーションをターゲットにしている。
「実験室で実証された量子の利点を現実世界の広範な応用に応用するには、結局のところ、光の特性を操作および測定するために必要な機器を簡素化してパッケージ化する必要があります」と、UM 電気工学およびコンピュータサイエンスの准教授で副教授のパラグ・デオターレ氏は述べています。プロジェクトディレクター。
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このセンターは、アプリケーションに依存しない堅牢な量子システムを実現するための創造的なアプローチを探求します。さらに、特定の用途に適応するために世界中の研究者や産業界が使用できる設計キットを作成します。」
彼らはまた、電場を蓄えることができる強誘電体窒化物という画期的な材料も開発した。
「オールインワンの量子統合ソリューションほど有望な材料は他にありません」と、電気工学およびコンピュータサイエンスの教授であり共同主任研究者であるゼティアン・ミー氏は述べた。
強誘電体窒化物は、量子もつれ光の生成と検出、内部量子状態の維持、広範囲の波長にわたる光の変換を損失なく行うことができ、すべて単一チップ内で行うことができます。これらの多用途材料は、今日のシリコンベースのマイクロエレクトロニクスとも互換性があり、研究室からチップへの移行における導入への道を開きます。
主任研究者と共同主任研究者は、理論、材料研究、デバイス統合という新技術開発の 3 つの要素すべてを代表します。キラの分野は量子論ですが、ミは量子材料を原子ごとに成長させます。デオタレ氏とスタンフォード大学の電気工学教授エレナ・ヴチコビッチ氏は量子フォトニックデバイスを構築し、UM の電気工学およびコンピューターサイエンスの准教授であるジェシェン・チャン氏は量子センシングの専門知識をもたらします。
QuPID グループには、チームのリーダー以外にも、オハイオ州立大学、ハーバード大学、ミシガン州立大学、アリゾナ大学、南カリフォルニア大学の研究者も含まれています。
ハネウェル、MONSTR Sense Technologies、TOPTICA Photonics、INTEL、KPIT、MITRE、Quantum Opus、Raytheon から業界研究者が参加します。空軍研究所と NASA グレン研究センターも代表を務め、ドイツのレーゲンスブルク大学とカナダのモントリオール工科大学からの国際協力者も参加しています。
チームは 2025 年末までに、最も有望なアプリケーションをどのように追求するかをまとめた提案書を提出する予定です。成功すれば、研究室でのテクノロジーの実証に向けて前進するために、2 年間でさらに 400 万ドルが与えられることになります。8 つのチームが最初の資金を受け取る予定です。その後、NSF は 6 つのチームが現実世界に対応できる量子デバイスを構築するための予算を計上し、5 年間で最大 5,000 万ドルの支援を受けました。
チームは、 ルーリーナノ加工施設、 ミシガン材料評価センター 量子材料を作成および研究するための個々の教員研究室。
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