金刚石量子内存能改变单光子颜色
加拿大国家研究理事会和滑铁卢大学量子计算研究所使用金刚石中的一个量子内存，首次实现了超快单光子颜色和带宽的转换。 改变一个光子的颜色或频率，是优化量子网络中连结部件的必要条件。例如，在光量子通信中，可通过光纤的最佳传输是近红外线，但许多测量传感器在频率更高的可见光条件下会工作得更好。在光纤和传感器之间改变光子的颜色，使实现更高性能的操作，包括更快的数据传输速率成为可能。 发表在《自然·传播》杂志上的这项研究成果，展示了小频移对于波分复用通信协议是有用的。波分复用将信号分解成频率略微不同的更小的包后一起发送，然后在接收端将各种频率的载波分离恢复成原信号。 研究人员在实验中证明，在室温金刚石量子内存中可实现单光子的频率和带宽转换。金刚石量子存储器的工作原理在于，将光子转换成金刚石中碳原子的特定振动，适用于许多不同颜色光的这种转换，将允许对光进行广谱操纵。金刚石的能量结构允许其以很低的噪声在室温下实现。研究人员利用强激......阅读全文
金刚石量子内存能改变单光子颜色
加拿大国家研究理事会和滑铁卢大学量子计算研究所使用金刚石中的一个量子内存，首次实现了超快单光子颜色和带宽的转换。 改变一个光子的颜色或频率，是优化量子网络中连结部件的必要条件。例如，在光量子通信中，可通过光纤的最佳传输是近红外线，但许多测量传感器在频率更高的可见光条件下会工作得更好。在光纤和
物理所金刚石氮空位色心量子克隆取得进展
量子计算和量子信息是受到普遍关注的研究前沿。经典信息可以被精确拷贝，但是一个未知的量子态不可以被精确克隆(拷贝)，这就是“量子非克隆原理”。它是量子力学和量子信息的一个基本原理，在量子信息的研究中有广泛的应用。建立在量子密钥分发基础上的安全通信是量子信息的重要应用，它的安全性就是建立在量子非克隆
纳米金刚石新结构有望提前实现量子计算进程
美国研究人员成功开发了纳米金刚石的新结构,计划与政府和企业合作共同探索新型纳米金刚石的自组装系统,为量子计算机生产这一极具创新性且成本不高的新型元件。 这种新结构包含一个氮原子和一个原子空位。它可以应用于室温条件下的量子计算、单光子传感器和无毒荧光生物标记。 金刚石由无数金刚石晶体组成,通常
科研人员研发用于量子技术的金刚石激光器
根据俄罗斯国家科学院西伯利亚分院网站报道，西伯利亚分院大电流电子研究所科研人员与托木斯克国立大学合作，研发出一种基于NV中心和光泵浦的金刚石激光器。相关研究结果发表在《Nature Communications》杂志上。制造该设备需要一种人造金刚石，经过辐射热处理，在其晶体结构中形成许多抗激光辐射的
物理所基于金刚石中氮空位中心的量子计算研究获进展
金刚石中的氮-空位中心(Nitrogen-Vacancy center)是实现量子计算的优良载体。在纯净的金刚石中，一个氮原子取代碳原子，与相邻格点中存在的空位(见图1)会形成氮-空位中心。氮-空位中心具有如下特征：(1)在室温下具有很长的电子自旋退相干时间;(2)用激光激发、微波操控和荧光
物理所合作发现室温下金刚石里弱耦合核自旋的量子跳变
量子比特是构成量子计算机的基本单元。在可能实现量子计算机的众多候选者中，金刚石氮空位中心(nitrogen-vacancy, NV center) 正吸引着越来越多研究者。构成金刚石晶体的主要成分是没有核自旋的12C原子。这个纯净的自旋环境让氮空位中心量子比特在室温下仍然保持着极长的相干时间，是
“种”金刚石记
■本报记者 张楠中国科学院大学2021年本科录取通知书曾被称为“最硬”通知书，皆因其中嵌着一块刻有校训“博学笃志、格物明德”的金刚石。这批刻有校训的金刚石，由中国科学院宁波材料技术与工程研究所（以下简称宁波材料所）制作完成。经过多年努力，该所成功打通了从理论探索到装备与工艺国产化，再到高品质大尺寸单
金刚石膜应用
金刚石膜具有高硬度、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、高绝缘、高稳定性、宽能隙和载流子高迁移率等优异性质和这些优异特性的组合，是一种在传统工业、军事、航天航空和高科技领域具有广泛应用前景的新材料，被称为是继石器时代、青铜器时代、钢铁时代、硅时代以来的第五代新材料，亦被称为是继塑料发明以来在材料科学领域
金刚石的光学性质
(1) 亮度（Brilliance）金刚石因为具有极高的反射率，其反射临界角较小，全反射的范围宽，光容易发生全反射，反射光量大，从而产生很高的亮度。(2) 闪烁（Scintillation）金刚石的闪烁就是闪光，即当金刚石或者光源、 观察者相对移动时其表面对于白光的反射和闪光。无色透明、结晶良好的八
集成数千原子量子比特的半导体芯片问世
美国麻省理工学院和MITRE公司展示了一个可扩展的模块化硬件平台，该平台将数千个互连的量子比特集成到定制的电路上。这种量子片上系统（QSoC）架构能精确调谐和控制密集的量子比特阵列。多个芯片可通过光网络连接起来，从而创建一个大规模的量子通信网络。研究论文发表在近期的《自然》杂志上。 由金刚石色
集成数千原子量子比特的半导体芯片问世
科技日报北京6月20日电 （记者张梦然）美国麻省理工学院和MITRE公司展示了一个可扩展的模块化硬件平台，该平台将数千个互连的量子比特集成到定制的电路上。这种量子片上系统（QSoC）架构能精确调谐和控制密集的量子比特阵列。多个芯片可通过光网络连接起来，从而创建一个大规模的量子通信网络。研究论文发表在
金刚石的结构性质
金刚石结构分为等轴晶系四面六面体立方体与六方晶系。在金刚石晶体中，碳原子按四面体成键方式互相连接，组成无限的三维骨架，是典型的原子晶体。每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。由于金刚石中的C-C键很强，所以所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以金刚石不仅
金刚石冲击试验机
金刚石冲击试验机主要适用范围及功能： 由我公司开发研制的是专门用于测试各种合金及超硬材料冲击强度的专用设备，具有界面操作简单，冲击试验时间短，设备性能可靠性高的特点，电气控制部分采用台达公司生产的大屏幕触摸屏，人机对话界面采用中英文对照的方式。电气驱动核心部分采用台达公司生产的FP0系列可编程
金刚石的计算化学数据
1、 疏水参数计算参考值（XlogP）：-1.12、 氢键供体数量：03、 氢键受体数量：24、 可旋转化学键数量：05、 互变异构体数量：6、 拓扑分子极性表面积（TPSA）：34.17、 重原子数量：28、 表面电荷：09、 复杂度：010、 同位素原子数量：011、 确定原子立构中心数量：01
超灵敏量子生物传感器能“潜入”细胞读信号
将超灵敏的量子传感器置入活细胞中，用于追踪细胞变化、早期发现癌症和其他疾病，是当前最前沿的研究方向之一。最近，美国芝加哥大学普利兹克分子工程学院研究团队开发出一种全新的金刚石量子生物传感器，不仅能顺利“潜入”细胞内部，还比以往更稳定、更灵敏。相关论文发表在最新一期《美国国家科学院院刊》上。 许
研究实现纠缠增强纳米尺度单自旋量子传感
微观世界中，电子具有“自旋”的基本属性，这些“自旋”如同一个个微小磁针。材料的较多宏观特性，如磁铁的磁性或超导体的零电阻，皆源于这些微观磁针的排列方式与相互作用。 日前，中国科学技术大学与浙江大学合作，在纳米尺度量子精密测量领域取得进展，首次实现了噪声环境下纠缠增强的纳米尺度单自旋探测。 探
中科大实现高灵敏测量高频微波
日前，中国科学技术大学中科院微观磁共振重点实验室杜江峰、石发展、孔飞等人在微波磁场测量领域取得重要进展，基于金刚石氮-空位色心量子传感器实现了皮特斯拉水平的高灵敏微波磁场测量，相比此前该体系实现的亚微特斯拉指标水平，测量灵敏度提升了近十万倍。相关研究成果发表于《科学进展》。 微波在人类生活和科
中国科大实现高频微波磁场高灵敏度量子传感
中国科学院院士、中国科学技术大学教授杜江峰，教授石发展、特任研究员孔飞等，基于金刚石氮-空位（Nitrogen-Vacancy, NV）色心量子传感器实现了皮特斯拉水平的高灵敏微波磁场测量。相比此前该体系实现的亚微特斯拉指标水平，测量灵敏度提升了近十万倍。相关研究成果发表于《科学进展》。测量方法示意
金刚石有颗“玻璃心”
素有“硬度之王”之称的金刚石也有“脆弱”的一面：作为一种晶态材料，规整排列的原子结构导致其性质具有很强的方向性。换言之：有些方向硬度特别大，而有些方向则相对较弱。北京高压科学研究中心曾徵丹研究员的团队最近合成出了一种原子无序排列的新型碳材料——玻璃态金刚石则很好地弥补了传统金刚石的这一缺点。该材
研究发现纳米金刚石可杀菌
德国不来梅大学10日报告说，该校研究人员参与的一个国际研究团队发现，纳米金刚石可像金属银、铜一样有效杀除细菌。 纳米金刚石直径约5纳米（1纳米等于10亿分之1米），约为细菌的二百分之一，可通过含碳化合物在高压容器中爆炸产生。这种灰褐色金刚石粉末在接受不同的热处理后，表面会形成不同的化学基团。
金刚石表面重构研究获进展
近日，吉林大学超硬材料国家重点实验室在“表面重构的模拟新方法与金刚石表面的自组装碳纳米管阵列”研究方面取得重要进展，该研究成果发表在2014年4月16日出版的《自然—通讯》期刊上。研究工作得到了国家自然科学基金委杰出青年基金、面上和重点基金，科技部973计划，教育部长江学者研
金刚石的稳定性介绍
金刚石化学性质稳定，具有耐酸性和耐碱性，高温下不与浓HF、HCl、HNO3作用，只在Na2CO3、NaNO3、KNO3的熔融体中，或与K2Cr2O7和H2SO4的混合物一起煮沸时，表面会稍有氧化；在O、CO、CO2、H、Cl、H2O、CH4的高温气体中腐蚀。金刚石还具有非磁性、不良导电性、亲油疏水性
金刚石的化学性质
金刚石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体。金刚石是无色正八面体晶体，其成分为纯碳，由碳原子以四价键链接，为已知自然存在最硬物质。由于金刚石中的C-C键很强，所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以金刚石硬度非常大，熔点在华氏6900度，金刚石在纯氧中燃点为720
金刚石散热薄膜，“硬撑”不“屈曲”
凭借超高热导率，金刚石成为突破高频大功率芯片散热瓶颈的关键材料——将芯片直接键合到金刚石衬底上，能显著降低近结热阻与结温，被视为未来高性能芯片及3D封装热管理的理想方案，其应用价值日益受到行业关注。解决衬底翘曲问题，成为金刚石薄膜应用于芯片键合的关键一步。针对这一核心瓶颈，中国科学院宁波材料技术与工
金刚石的主要用途
工业用途地质钻头和石油钻头金刚石、拉丝模用金刚石、磨料用金刚石、修整器用金刚石、玻璃刀用金刚石、硬度计压头用金刚石、工艺品用金刚石。若涂在音响纸盆上，音箱音质会大为改善。慢性毒药文艺复兴时期，用金刚石粉末制成的慢性毒药曾流行在意大利豪门之间。当人服食下金刚石粉末后，金刚石粉末会粘在胃壁上，在长期的摩
石墨和金刚石的性质区别
石墨和金刚石都属于碳单质，他们的化学性质完全相同，但金刚石和石墨不是同种物质，它们是由相同元素构成的同素异形体。 所不同的是物理结构特征。二者的化学式都是C。石墨原子间构成正六边形是平面结构，呈片状。金刚石原子间是立体的正四面体结构。金刚石和石墨的熔点比较：金刚石的熔点是3550℃，石墨的熔点是36
金刚石的物理性质
硬度摩氏硬度10，新摩氏硬度15，显微硬度10000kg/mm2，显微硬度比石英高1000倍，比刚玉高150倍。金刚石硬度具有方向性，八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度，菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。依照摩氏硬度标准（Mohs hardness scale）共分10级，钻石（金刚石）为
室温固态体系中实验实现绝热量子质因数分解
中国科学技术大学杜江峰课题组利用金刚石中的自旋作为量子处理器，首次在室温大气条件下实现了基于固态单自旋体系的质因数分解量子算法。研究成果发表在3月31日的《物理评论快报》上[Phys. Rev. Lett. 118, 130504 (2017)]。 RSA密钥体系是当今金融、网络等领域普遍使用
德国成功研发氮原子大小的量子传感器
量子技术为电子元件小型化开辟了新的途径。近日，德国弗劳恩霍夫应用固体物理研究所（IAF）和马普固体研究所发布消息称，其科研人员共同研发出一种量子传感器，未来可用于测量微磁场，如硬盘磁场和人脑电波。图片来源于网络 集成电路越来越复杂，目前一台奔腾处理器可容纳约3000万个晶体管，因而硬盘的磁
美国罗切斯特大学发现纳米金刚石在光致发光领域的应用
近日，美国罗切斯特大学的研究人员首次在自由空间内的悬浮纳米金刚石上测量到光致发光所发射出的光束;该实验利用激光将纳米金刚石固置在空中，然后用另外一束激光照射金刚石，使之以定频形式发光。研究成果发表在Optics Letters上。 光学教授Nick Vamivakas领导了此次实验