메릴랜드 투데이

UMD 팀은 전국적으로 획기적인 측정 기술을 추진하는 18개 팀 중 하나입니다.

로버트 허쉬바흐(Robert Herschbach) 작성 2023년 8월 22일

제안된 칩 규모 양자 감지 플랫폼의 렌더링에는 양자 빛의 생성 및 감지에 대한 표현이 포함됩니다.

렌더링: Chad Smith

국립과학재단(NSF)은 오늘 기존보다 더 발전된 기능을 제공하는 양자 센서의 추가 발전에 대한 장벽을 극복하기 위해 노력하는 UMD가 주도하는 다기관 팀에 3년 동안 100만 달러의 보조금을 수여했다고 발표했습니다. "고전적인" 대응물.

이 팀은 양자 시스템 프로그램의 변혁적 발전을 위한 양자 센싱 챌린지의 일환으로 NSF가 수여하는 보조금을 놓고 성공적으로 경쟁한 전국 18개 팀 중 하나입니다.

양자 역학이 트랜지스터와 레이저의 개발을 가능하게 한 지 거의 100년이 지난 지금, 연구자들은 컴퓨팅, 감지, 측정과 같은 목적을 위해 양자 얽힘과 같은 현상을 조작하고 있습니다. 이를 통칭하여 제2차 양자 혁명이라고 합니다.

UMD 기계 공학은 “양자 역학은 뉴욕에 있는 입자가 로스앤젤레스에 있는 입자와 상관관계가 있을 수 있는 중첩 및 '원거리에서의 으스스한 작용'과 같은 현상을 포함합니다."라고 UMD 기계 공학은 말했습니다. 팀을 이끌고 기계공학과와 물리과학기술연구소에서 공동 직책을 맡고 있는 Avik Dutt 조교수. "양자 감지는 이러한 특이한 특성을 사용하여 감도, 감지 능력 및 해상도를 향상시키는 것을 목표로 합니다."

그러나 이점은 복잡성이 크게 증가하는 대가로 발생하므로 대규모 양자 센서를 구현하기가 어렵습니다. NSF는 18개 팀이 초정밀 원자시계로 산의 높이와 밀도를 측정하는 것부터 양자 얽힌 빛 입자를 통해 살아있는 세포의 내부 기능을 밝히는 것까지 광범위한 탐색적 연구 활동을 수행할 것이라고 밝혔다.

“새로운 유형의 센서를 사용하면 언젠가는 의사가 개별 세포 내부의 감염을 정확히 찾아낼 수 있고 지질학자가 삽을 들지 않고도 지하 광물 퇴적물을 찾을 수 있게 될 것입니다.”라고 해당 기관은 새로운 발표에서 밝혔습니다.

Dutt의 연구는 메릴랜드 국립 양자 연구소(Q-Lab)의 시드 보조금으로 지원됩니다. 이는 UMD와 UMD 연구를 일부 기반으로 설립된 선도적인 양자 컴퓨팅 스타트업인 칼리지 파크 기반 IonQ 간의 파트너십입니다.

Dutt와 그의 동료들은 아직 해결되지 않은 과제를 해결하기 위해 노력할 것입니다. 그의 공동 PI로는 공동 양자 연구소(Joint Quantum Institute)의 펠로우이자 국립 표준 기술 연구소(National Institute of Standards and Technology)에서 물리학 부교수인 Paul Lett, 스탠포드 대학의 Jelena Vuckovic, 시카고 대학의 Peter Maurer가 있습니다.

팀은 부분적으로 레이저 빔에서 생성되는 소음, 즉 무작위 변동을 압축하는 "압착 빛"이라는 기술을 통해 기술적 장애물을 극복하려고 노력할 것입니다. 그 결과 정밀한 감지 및 감지에 사용할 수 있는 특별히 맞춤화된 소음 재분배 기능을 갖춘 "조용한" 빔이 탄생했습니다.

Dutt와 그의 학생들은 Lett와 Vuckovic의 팀과 함께 메릴랜드 NanoCenter의 FabLab에서 필요한 장치와 시스템을 엔지니어링하게 됩니다. 시카고 대학의 Maurer 팀은 화학적 및 생체분자 검출에 혁신을 적용할 예정입니다.

연구

기계공학 물리학 양자과학 연구

A. 제임스 클라크 공과대학 컴퓨터, 수학, 자연 과학 대학