Maryland hoje

A equipe UMD é uma das 18 tecnologias de medição inovadoras em todo o país

PorRobert Herschbach 22 de agosto de 2023

Uma renderização de uma plataforma proposta de detecção quântica em escala de chip inclui uma representação da geração e detecção de luz quântica.

Renderização por Chad Smith

A National Science Foundation (NSF) anunciou hoje que concedeu uma doação de três anos de US$ 1 milhão a uma equipe multiinstitucional liderada pela UMD que trabalha para superar barreiras ao progresso adicional em sensores quânticos, que oferecem capacidades mais avançadas do que seus tradicionais, ou equivalentes “clássicos”.

A equipe é uma das 18 de todo o país que competiram com sucesso por bolsas concedidas pela NSF como parte de seu programa Desafios de Sensoriamento Quântico para Avanços Transformacionais em Sistemas Quânticos.

Quase um século depois de a mecânica quântica ter permitido o desenvolvimento de transístores e lasers, os investigadores estão agora a manipular fenómenos como o emaranhamento quântico para fins como computação, detecção e medição – colectivamente referidos como a Segunda Revolução Quântica.

“A mecânica quântica envolve fenômenos como superposição e ‘ação assustadora à distância’, onde uma partícula que está em Nova York poderia ser correlacionada com outra em Los Angeles, de uma forma que a física clássica não consegue explicar”, disse o engenheiro mecânico da UMD. professor assistente Avik Dutt, que lidera a equipe e ocupa cargos conjuntos no Departamento de Engenharia Mecânica e no Instituto de Ciência Física e Tecnologia. “A detecção quântica visa usar essas propriedades incomuns para melhorar a sensibilidade, o poder de detecção e a resolução.”

Mas os ganhos têm o preço de uma complexidade muito maior, o que torna difícil a implementação de sensores quânticos em escala. As 18 equipes conduzirão uma ampla gama de atividades de pesquisa exploratória, desde a medição da altura e densidade das montanhas com um relógio atômico ultrapreciso até a revelação das funções internas das células vivas com partículas de luz emaranhadas quânticas, disse a NSF.

“Uma nova geração de sensores poderá um dia permitir que os médicos identifiquem infecções dentro de células individuais, ou que os geólogos encontrem depósitos minerais subterrâneos sem levantar uma pá”, disse a agência em um novo comunicado.

A pesquisa de Dutt é apoiada por uma bolsa inicial do National Quantum Laboratory em Maryland - conhecido como Q-Lab - uma parceria entre a UMD e a IonQ, sediada em College Park, uma startup líder em computação quântica parcialmente fundada em pesquisas na UMD.

Dutt e seus colegas irão se concentrar em desafios ainda não resolvidos. Seus co-PIs são Paul Lett, membro do Joint Quantum Institute e professor adjunto de física que trabalha no Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia, Jelena Vuckovic da Universidade de Stanford e Peter Maurer da Universidade de Chicago.

A equipe tentará superar obstáculos técnicos, em parte por meio de uma técnica conhecida como “espremer luz”, que envolve a compressão do ruído – ou seja, flutuações aleatórias – produzido por um feixe de laser. O resultado é um feixe “silencioso” com redistribuição de ruído especificamente adaptada que pode ser usado para detecção e detecção precisas.

Dutt e seus alunos projetarão os dispositivos e sistemas necessários no FabLab do Maryland NanoCenter, junto com as equipes de Lett e Vuckovic. A equipe de Maurer na Universidade de Chicago aplicará suas inovações à detecção química e biomolecular.

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