今日のメリーランド州

UMD チームは、画期的な測定技術を推進する全国 18 社の 1 つです

ロバート・ハーシュバッハ著 2023年8月22日

提案されているチップスケール量子センシング プラットフォームのレンダリングには、量子光の生成と検出の表現が含まれています。

レンダリング：チャド・スミス

米国国立科学財団 (NSF) は本日、量子センサーの更なる進歩への障壁を克服するために取り組んでいる UMD 主導の多機関チームに、3 年間の 100 万ドルの助成金を授与したと発表しました。量子センサーは、従来の量子センサーよりも高度な機能を提供します。 「クラシック」の対応物。

このチームは、量子システムの変革的進歩のための量子センシング チャレンジ プログラムの一環として、NSF から授与される助成金を獲得するために競争した全国からの 18 チームのうちの 1 つです。

量子力学によってトランジスタやレーザーの開発が可能になってからほぼ 1 世紀が経ち、研究者たちは現在、コンピューティング、センシング、測定などの目的で量子もつれなどの現象を操作しています。これらを総称して「第 2 次量子革命」と呼びます。

「量子力学には重ね合わせや『遠くでの不気味な動き』などの現象が含まれており、古典物理学では説明できない方法で、ニューヨークにある粒子がロサンゼルスにある粒子と相関する可能性がある」とUMD機械工学は述べた。助教授の Avik Dutt 氏はチームを率い、機械工学科と物理科学技術研究所で兼務しています。 「量子センシングは、これらの珍しい特性を利用して感度、検出力、分解能を向上させることを目的としています。」

しかし、その利点は複雑さの大幅な増加を犠牲にしており、量子センサーを大規模に実装することが困難になっています。 NSFによると、18チームは超高精度原子時計による山の高さや密度の測定から、量子もつれした光の粒子による生きた細胞の内部機能の解明に至るまで、幅広い探索的研究活動を実施する予定だという。

同庁は新たなリリースで、「新種のセンサーにより、医師が個々の細胞内の感染症を正確に特定できる日が来るかもしれないし、地質学者がシャベルを持ち上げることなく地下の鉱床を発見できるようになるかもしれない」と述べた。

ダット氏の研究は、Q-Lab として知られるメリーランド州の国立量子研究所からのシード助成金によって支援されています。この研究所は、UMD と、UMD での研究に部分的に基づいて設立された、カレッジパークに拠点を置く大手量子コンピューティング新興企業 IonQ とのパートナーシップです。

ダットと彼の同僚は、まだ解決されていない課題に焦点を当てます。 同氏の共同主任研究員は、共同量子研究所のフェローで国立標準技術研究所に勤務する物理学の非常勤教授であるポール・レット氏、スタンフォード大学のエレナ・ヴコビッチ氏、シカゴ大学のピーター・マウラー氏である。

研究チームは、レーザービームによって生成されるノイズ、つまりランダムな変動を圧縮する「スクイージングライト」として知られる技術を部分的に利用して、技術的なハードルを克服しようと努める。 その結果、正確なセンシングと検出に使用できる、特別に調整されたノイズ再分布を備えた「静かな」ビームが得られます。

ダットと彼の学生は、レッツとヴコビッチのチームとともに、メリーランド州ナノセンターのファブラボで必要なデバイスとシステムを設計する予定です。 シカゴ大学のマウラー氏のチームは、そのイノベーションを化学および生体分子の検出に応用する予定です。

研究

機械工学物理学量子科学研究

A. ジェームス クラーク 工学部 コンピュータ・数学・自然科学部