量子技術為計算機小型化開闢了新途徑. 德國弗勞恩霍夫研究人員近日開發出了一種微磁場下應用的量子感測器, 可應用於未來計算機硬碟識別. 整合電路變得越來越複雜. 最新的奔騰處理器現在可容納約3000萬個晶體管.
氮原子大小的量子感測器研製成功 可用於未來計算機硬碟識別及腦電波測量
硬碟驅動器中的磁性結構, 可識別的範圍僅為10至20納米, 比直徑80至120納米的流感病毒還小. 弗勞恩霍夫應用固體物理研究所 (IAF) 研究人員與馬普固體研究所同事一起開發的這種量子感測器, 可應用於微小磁場下計算機硬碟的精確識別. 這種量子感測器僅有氮原子大小, 載體物質是人造鑽石.
弗勞恩霍夫IAF幾十年前就已開發出製造人造鑽石的優化裝置. 但新型量子感測器需要特別純的晶體, 為此, 研究人員進一步改進了製造工藝, 藉助鋯過濾器淨化甲烷氣來獲得超淨人造鑽石塗層.
製成僅有氮原子大小的結構有兩種辦法: 直接植入單個氮原子, 或在金剛石生長的最後一步加入氮. 此次, 研究團隊在超淨實驗室裡通過氧電漿體蝕刻辦法製作出非常精細的鑽石尖, 其訣竅是在晶格的相鄰空位間導入氮原子. 這個氮空位中心就是實際的感測器, 用雷射束和微波照射時會發光, 在靠近磁場時會有光的變化.
專家通過光學檢測電子自旋共振譜測量後表示, 這種氮原子感測器檢測納米級磁場的準確性很高, 具有驚人的應用潛力. 例如, 它可以作為量子感測器來控制硬碟驅動器的質量, 檢測海量數據中有缺陷的數據段. 弗勞恩霍夫IAF專家克裡斯托夫稱, 這種量子感測器還可以測量腦電波.
