Førende forskere offentliggør ny definition af kvante nanovidenskab

Omfanget af investeringer i kvanteberegning, simulering og sansning vokser i et fristende tempo. At udnytte nanoskalaen til at konstruere nyttige kvanteeffekter er en transformativ evne af enorm relevans for industrier og regeringer. Ved at opsummere den nuværende tilstand og de fremtidige retninger inden for kvantenanovidenskab, er en gennemgang, der definerer kvantenanovidenskab, offentliggjort i Nature Nanotechnology denne uge vil hjælpe investorer og finansieringsbureauer med at træffe informerede beslutninger om, hvordan og hvorfor de skal deltage i kvanteteknologirevolutionen.

"Grundlaget for vores definition er den nye forståelse af kvante, som omfatter superposition, sammenfiltring og - vigtigst af alt - sammenhæng," sagde Andreas Heinrich, direktør for IBS Center for Quantum Nanoscience (QNS), som stod i spidsen for alliancen af ​​forskere fra flere felter, der har skrevet anmeldelsen. Processen begyndte, da QNS holdt en workshop i 2017, der samlede ledere fra forskellige områder af nanovidenskab, herunder førende eksperimentelister og teoretikere inden for områder, der spænder over NV-centre, kvanteteknik, kvanteprikker og spins på overflader fra hele verden. Blandt deltagerne var pionerer som 2010 Nanoscience Kavli-prisvinderen Don Eigler, dekoreret teoretiker, der foreslog kvantecomputeren i 1997 Daniel Loss, og 2019 RSC Centenary-prisvinderen for hendes verdensførende forskning i molekylær magnetisme Roberta Sessolli.

"Denne artikel er kulminationen på et visionært initiativ fra QNS," udtalte Andrea Morello, Scientia-professor i kvanteteknologi ved UNSW og medforfatter af papiret. "Vi har alle arbejdet inden for området i årtier, men havde aldrig brugt en hel uge sammen med fremtrædende kolleger og spurgt os selv:"hvad ER kvantenanovidenskab?" fortsætter Morello. Svaret konvergerede med definitionen af, at kvantenanovidenskab - romanen, spændende, fremadskuende essens af det - er, hvad der sker, når forskere sigter mod at udnytte kvantekohærens. Forfatterne uddybede derefter, hvordan præcis nanometerskalaen bliver den fysiske og teknologiske muliggører for dette program. Resultatet er en kortfattet gennemgang, hvor forholdet mellem nanometer -størrelse og kvantekohærens bringes til overfladen i en bred vifte af fysiske systemer.

Som en del af den årelange proces med at indfange og forfine definitionen var QNS vært for den første konference nogensinde om Quantum Nanoscience i efteråret 2019. 138 videnskabsmænd fra 10 lande konvergerede på QNS's center i Seoul forenet af målet om at forstå og anvende kvantenaturen af objekter på nanoskala. Faktisk var det første gang, at verdens førende forskere, der arbejder inden for områder, der tidligere blev anset for at være forskelligartede, blev bragt sammen som det kvantenanovidenskabelige samfund, hvilket igen skærpede definitionens fokus på sammenhæng.

Direktør Heinrich bemærker, at "den næste udfordring er at engagere de forskere, der ser sig selv gennem linsen af ​​deres specifikke undersøgelseslinje, såsom kvanteprikker eller NV-centre, til at invitere dem til at se sig selv som samarbejdsbidragere på det tværfaglige felt. det er kvante nanovidenskab." + Udforsk yderligere

Det bedste fra begge verdener:Kombination af klassiske og kvantesystemer for at imødekomme supercomputing-krav