4月8日，金剛石國際巨頭公司元素六Element Six 發(fā)布最新消息，與歐洲汽車芯片及零部件大廠博世Bosch，成立合資公司，即博世量子傳感公司（Bosch Quantum Sensing）。
據(jù)介紹，該合資企業(yè)總部位于德國路德維希堡，目前擁有 30 名員工。博世本身將成為主要合作伙伴并負(fù)責(zé)運營。Element Six 將持有 25% 的股份。雙方同意不會披露進(jìn)一步的財務(wù)細(xì)節(jié)。新公司的成立仍需獲得官方批準(zhǔn)。
此次， Bosch和Element Six聯(lián)手，瞄準(zhǔn)芯片級金剛石量子傳感器，這將助力金剛石在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上的應(yīng)用實際落地，使量子傳感器在工業(yè)生產(chǎn)中具有成本效益和可擴(kuò)展性。這將為重新定義精度和效率的創(chuàng)新應(yīng)用鋪平道路。
Bosch Quantum Sensing聲稱其量子傳感器原型現(xiàn)在只有手機(jī)大小
這實現(xiàn)了與現(xiàn)代智能手機(jī)大小相同的金剛石量子傳感器原型，該合資企業(yè)的長期目標(biāo)是將傳感器集成到芯片上。
1、兩大巨頭瞄準(zhǔn)芯片級金剛石量子傳感器
量子傳感器是博世的一個關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，兩家公司在過去幾年中一直在合作，以博世十年的研究為基礎(chǔ)。2022年，博世集團(tuán)宣布成立全新初創(chuàng)團(tuán)隊，旨在將量子傳感器商品化。
Element Six 是鉆石公司戴比爾斯的子公司，戴比爾斯本身就是礦業(yè)巨頭優(yōu)美科的子公司。它目前正在擴(kuò)大其金剛石襯底的生產(chǎn)規(guī)模，以生產(chǎn) 4 英寸金剛石單晶片。
金剛石作為一種寬禁帶半導(dǎo)體材料，在量子技術(shù)領(lǐng)域展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。其內(nèi)部氮-空位(NV色心)缺陷因具有長自旋相干時間、高光致極化效率及可調(diào)控性，是構(gòu)建量子比特的理想載體。相較于超導(dǎo)量子芯片，金剛石系統(tǒng)可在常溫環(huán)境下運行，大幅降低了制冷能耗，并可通過光學(xué)手段實現(xiàn)高保真度讀取保真度(目前已突破99%)。目前，量子金剛石在量子計算、傳感和網(wǎng)絡(luò)方面具有廣泛的潛在用途。
近年來，NV色心已經(jīng)成為室溫固態(tài)量子傳感中最有潛力的研究方向之一?；诩す夂臀⒉▽崿F(xiàn)的NV色心電子自旋量子態(tài)操控和探測，可以實現(xiàn)對磁場、溫度、電場、應(yīng)力等物理量的精密測量。
這使得基于金剛石的量子傳感器可用于從飛機(jī)導(dǎo)航到醫(yī)療技術(shù)的一系列應(yīng)用。
在移動領(lǐng)域，基于金剛石的量子傳感器可以在未來實現(xiàn)強(qiáng)大的導(dǎo)航能力，與傳統(tǒng)的 GPS 系統(tǒng)相輔相成。
Bosch 估計，到未來十年中期，醫(yī)療和移動應(yīng)用的全球市場潛力將達(dá)到每年 60 億美元左右。
博世管理委員會主席 Stefan Hartung表示：“量子傳感器是一項具有巨大潛力的未來技術(shù)。它們將為我們經(jīng)濟(jì)的許多部門帶來根本性的變化，并改善人們的生活。在成立這家新公司時，我們強(qiáng)調(diào)了這項技術(shù)對博世的戰(zhàn)略意義。作為商用量子傳感器的創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)者，我們將與 Element Six 合作，進(jìn)一步擴(kuò)大我們的技術(shù)領(lǐng)先地位?！?
博世量子傳感首席執(zhí)行官 Katrin Kobe 表示：“我們希望與 Element Six 合作，使量子傳感器技術(shù)經(jīng)濟(jì)化，并允許它們以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。通過這種方式，我們將為創(chuàng)新應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，為精度和效率設(shè)定新標(biāo)準(zhǔn)。”
Element Six首席執(zhí)行官Siobhán Duffy表示：“此次合作將把我們的人造金剛石技術(shù)與Bosch的傳感器專業(yè)知識相結(jié)合，推動醫(yī)療保健和航空航天等關(guān)鍵行業(yè)的發(fā)展。結(jié)合Element Six對戴比爾斯集團(tuán)起源戰(zhàn)略的貢獻(xiàn)，以及Bosch量子傳感，我們將利用各自的能力，開創(chuàng)人造金剛石技術(shù)的新時代?！?。
2、金剛石助力尖端量子領(lǐng)域
隨著對金剛石量子特性的深入研究和工程技術(shù)的進(jìn)步，金剛石在量子領(lǐng)域的應(yīng)用正日益接近實用化。目前，全球有超過200個學(xué)術(shù)團(tuán)隊正在研究其量子性質(zhì)的應(yīng)用，也有越來越多的公司投入金剛石量子技術(shù)的開發(fā)。
3月26日，荷蘭量子技術(shù)研究所（QuTech）、日本富士通公司與材料科技巨頭元素六（Element Six）宣布，三方合作成功開發(fā)出基于金剛石自旋量子比特的量子芯片，其單量子門操作錯誤率低于0.1%，標(biāo)志著量子計算領(lǐng)域邁入高精度控制的新階段。這一成果結(jié)合了低溫電子控制技術(shù)、先進(jìn)金剛石材料與量子位設(shè)計，為大規(guī)模量子計算機(jī)的實用化鋪平了道路。
據(jù)日刊工業(yè)新聞2月18日報道，東京科學(xué)大學(xué)的研究生梶山健一與波多野睦子教授等人，聯(lián)合產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所與信越化學(xué)工業(yè)，共同開發(fā)了一種在異質(zhì)基板上形成量子品質(zhì)金剛石薄膜的方法。
Element Six也和一家名為 SBQuantum（SBQ）的初創(chuàng)公司合作，聯(lián)合研發(fā)一種基于金剛石基量子磁力計的導(dǎo)航技術(shù)，試圖在沒有全球定位系統(tǒng)的地方徹底改變導(dǎo)航系統(tǒng)。據(jù)了解，Element Six 和 SBQ 一直保持合作，最早是在 2018 年英國年度量子展示活動上見面的。Element Six 為 SBQ 提供了制造基于金剛石的量子磁力儀原型所需的首批金剛石樣品。目前該企業(yè)創(chuàng)建并銷售金剛石基量子磁力計，用于工業(yè)和學(xué)術(shù)用途，特別是用于自動駕駛車輛。
英國華威大學(xué)的一組研究人員利用與Element Six NV金剛石材料，開發(fā)出世界上最靈敏的光纖耦合鉆石磁力儀。該設(shè)備測量物體或材料的磁場，并利用金剛石氮空位 (NV) 中心的量子技術(shù)對其進(jìn)行分析。目前，華威大學(xué)的研究團(tuán)隊還在考慮腦磁圖 (MEG)，這是一種檢測大腦信號的技術(shù)，未來可能會成為一種潛在的應(yīng)用。盡管金剛石腦磁圖更難實現(xiàn)，因為大腦的磁場比心臟的磁場要小，但它未來可能會被用來診斷精神分裂癥和早期阿爾茨海默病等疾病。
歐洲PROMISE聯(lián)盟對外公布消息，該聯(lián)盟將把NV量子成像傳感器提升至一個新的發(fā)展階段，構(gòu)建寬場磁強(qiáng)計原型，并推動該產(chǎn)品進(jìn)入TRL7級（原型已在實際環(huán)境中進(jìn)行了驗證）的水平。
PROMISE項目于2025年2月5日啟動，旨在將基于金剛石氮-空位（NV）色心的量子磁成像傳感器推進(jìn)到預(yù)產(chǎn)業(yè)化水平，增強(qiáng)現(xiàn)實世界的應(yīng)用。
金剛石正在成為量子信息設(shè)備的核心材料。此前，印度也看到了量子計算領(lǐng)域的重要性，并計劃投資42億盧比建立“國家培育鉆石中心”，旨在通過培育鉆石的生產(chǎn)和設(shè)備技術(shù)開發(fā)，推動量子計算領(lǐng)域的研究。
我國清華大學(xué)/合肥國家實驗室段路明、鄧東靈、侯攀宇研究組成功實現(xiàn)了一項關(guān)鍵突破——在金剛石NV中心上構(gòu)建混合多量子比特糾纏態(tài)，并利用重復(fù)編碼技術(shù)實現(xiàn)比特翻轉(zhuǎn)錯誤的連續(xù)糾正。
由南方電網(wǎng)公司輸配電部牽頭，南網(wǎng)數(shù)研院、南網(wǎng)傳感公司、中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)所、超高壓輸電公司、貴州電網(wǎng)公司、西電高壓開關(guān)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、浙江大學(xué)等單位聯(lián)合研制的全球首套±800kV特高壓直流量子電流傳感器順利通過新產(chǎn)品技術(shù)鑒定。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)杜江峰院士團(tuán)隊王亞教授、夏慷蔚教授等提出并發(fā)展基于金剛石發(fā)光點缺陷的四維信息存儲技術(shù)，具備面向?qū)嶋H應(yīng)用所需高密度、超長免維護(hù)壽命、快速讀寫等關(guān)鍵特性，有望為“數(shù)據(jù)大爆炸”時代所亟需的新一代綠色高容量信息存儲提供解決方案。
量子傳感正在成為具有最直接市場潛力的量子技術(shù)，而基于金剛石NV色心的量子傳感器因其卓越的簡單性和性能而處于產(chǎn)業(yè)化前沿。
我們期待著未來，金剛石在提高量子設(shè)備性能、降低成本和簡化系統(tǒng)設(shè)計等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。
此外，金剛石技術(shù)的發(fā)展還將推動新的科研突破和工業(yè)應(yīng)用，加速量子技術(shù)從實驗室到現(xiàn)實世界的轉(zhuǎn)變。盡管面臨技術(shù)挑戰(zhàn)和市場不確定性，但金剛石在量子技術(shù)領(lǐng)域的前景無疑是光明的。
來源：根據(jù)元素六、公開資料整理
