University of Birmingham i Paragraf rozpoczęły współpracę, finansowaną kwotą 3,4 mln GBP (około 4,2 mln USD), w celu skalowania produkcji grafenu i zbadania jego potencjału w obliczeniach kwantowych i innych zaawansowanych technologiach.

Partnerstwo koncentruje się na sprostaniu wyzwaniom związanym z produkcją grafenu na dużą skalę i zrozumieniu jego właściwości kriogenicznych, które są istotne dla zastosowań kwantowych, takich jak stabilność kubitów.

Naukowcy przetestują grafenowe czujniki magnetyczne, zapewniające wysoką precyzję w bardzo niskich temperaturach, do zastosowania zarówno w obliczeniach kwantowych, jak i systemach zarządzania akumulatorami pojazdów elektrycznych.

W niedawnym komunikacie, University of Birmingham i Paragraf, brytyjska firma zajmująca się elektroniką grafenową, ogłosiły współpracę w celu zwiększenia skali produkcji grafenu i zbadania jego zastosowania w obliczeniach kwantowych. Wspierane przez dwie nagrody o łącznej wartości 3,4 mln GPB (około 4,2 mln USD) – 1,4 mln GPB od Innovate UK i 2 mln GPB od UKRI Future Leaders Fellowship – partnerstwo zamierza sprostać kluczowym wyzwaniom związanym z produkcją grafenu, a także zbadać jego potencjał jako materiału dla technologii kwantowych.

Precyzja i potencjał

Grafen, pojedyncza warstwa atomów węgla ułożonych w dwuwymiarową siatkę, jest dość dobrze znany ze swoich użytecznych właściwości fizycznych, w tym wyjątkowej wytrzymałości i przewodności elektrycznej. Cechy te, co zrozumiałe, wzbudziły zainteresowanie zastosowania grafenu w zaawansowanej elektronice. Jednak jego produkcja na dużą skalę i wydajność w temperaturach kriogenicznych – warunkach niezbędnych do obliczeń kwantowych – stanowią nierozwiązane wyzwania

Grafenowe czujniki magnetyczne, główny temat tej współpracy, działają z wysoką precyzją w bardzo niskich temperaturach. Czujniki takie mogłyby wspierać obliczenia kwantowe poprzez precyzyjne ekranowanie magnetyczne i kontrolę wymaganą dla stabilności i działania kubitów. Jednak kriogeniczne zachowanie praktycznych urządzeń grafenowych wymaga dalszych systematycznych badań, zanim taka innowacja będzie mogła zaistnieć.

Skalowanie grafenu do zastosowań kwantowych i budowanie przyszłości zaawansowanych materiałów

Inicjatywą badawczą kieruje dr Matthew Coak ze Szkoły Fizyki i Astronomii na Uniwersytecie w Birmingham. W niedawnym poście z uniwersytetu podkreśla on niewydeptaną ścieżkę tego przedsięwzięcia, stwierdzając: – Testy kriogeniczne rzeczywistych, praktycznych urządzeń grafenowych nie zostały wcześniej przeprowadzone, a ich właściwości w bardzo niskich temperaturach, w sferze prawdziwie kwantowego zachowania, są w dużej mierze nieznane.

Finansowanie przyczyni się do wsparcia skalowania produkcji grafenu na płytkach sześciocalowych, co przyczyni się do komercjalizacji urządzeń grafenowych. Dodatkowo, specjalistyczny sprzęt niskotemperaturowy Birmingham i doświadczenie w nanotechnologii, obliczeniach kwantowych i materiałach 2D będą stanowić siłę napędową rozwoju całego projektu.

Simon Thomas, CEO Paragraf, podkreślił szerszą wizję elektroniki, a także przyszłość zaawansowanych materiałów w Wielkiej Brytanii: – Przyszłość elektroniki leży w zastosowaniu zaawansowanych materiałów. Skalowanie naszej produkcji rzeczywistych urządzeń, które są przygotowane do rozwiązywania istotnych problemów w zakresie obliczeń kwantowych, zarządzania bateriami, agrotechniki, czujników molekularnych i wielu innych dziedzin, jest ważnym krokiem w kierunku realizacji tej przyszłości w zrównoważony sposób. A fakt, że jesteśmy w stanie zrobić to tutaj, w Wielkiej Brytanii, oznacza, że kraj ten stoi na czele rewolucji zaawansowanych materiałów.

Co poza zastosowaniami kwantowymi?

Oprócz obliczeń kwantowych, badania obejmą podstawową fizykę kwantową materiałów 2D, konstruując szczegółowe modele teoretyczne opisujące ich zachowanie elektroniczne. Zespół dr Coaka przetestuje również grafenowe czujniki pola magnetycznego do zastosowań w systemach zarządzania akumulatorami pojazdów elektrycznych.

W miarę jak naukowcy badają właściwości kriogeniczne urządzeń grafenowych i udoskonalają techniki produkcji, uzyskane spostrzeżenia mogą w znacznym stopniu przyczynić się zarówno do obliczeń kwantowych, jak i innych dziedzin zależnych od precyzyjnej elektroniki. Partnerstwo to nie tylko zapewnia dodatkowy wgląd w potencjał grafenu, ale także potwierdza znaczenie współpracy międzysektorowej w zastosowaniach głębokiej technologii.

Źródło: Quantum Insider