Pesquisadores do MIT criam um sensor quântico baseado em diamante em um chip
Pesquisadores do MIT criaram, para o primeiro item, um sensor quântico baseado em diamante em um chip de silício. A equipe acredita que o avanço na fabricação pode abrir as portas para hardware escalável e de baixo custo para computação quântica, detecção e comunicação. O avanço alavanca algo chamado “centros de vacância de nitrogênio (NV)”.
Um centro de NV em diamantes são defeitos de elétrons que podem ser manipulados por luz e microondas. Em resposta a essa manipulação, eles emitem fotos coloridas que podem transportar informações quânticas sobre os campos magnéticos e elétricos ao redor. Esses dados podem ser usados para aplicações de biosensor, neuroimagem, detecção de objetos e outros aplicativos de detecção.
A equipe observa que os sensores NV tradicionais são do tamanho de uma mesa de cozinha. Eles também exigem outros componentes grandes que limitam praticidade e escalabilidade. A equipe do MIT descobriu como integrar todos os componentes volumosos, incluindo o gerador de microondas, o filtro óptico e o fotodetector em um pacote de escala milimétrica usando técnicas tradicionais de fabricação de semicondutores.
O sensor opera em temperatura ambiente e pode detectar a direção e a magnitude dos campos magnéticos. A equipe conseguiu usar os sensores para magnetometria, medindo mudanças de escala atômica em frequência. Esses dados podem conter informações sobre o ambiente. Os pesquisadores dizem que, com mais refinamento, o sensor pode ter uma variedade de outras aplicações, incluindo o mapeamento de impulsos elétricos no cérebro e a detecção de objetos sem uma linha de visão.
Um exemplo de detecção de objetos que você não pode ver fisicamente é ser capaz de detectar um veículo em movimento em um túnel subterrâneo sem vê-lo. A criação do MIT é uma arquitetura que empilha componentes minúsculos e baratos de uma certa maneira, usando a tecnologia CMOS padrão. A equipe diz que seu sistema completo em um chip precisa apenas de um pedaço de diamante e uma fonte de luz verde, que pode ser um LED em escala de chip.
