推进原子级技术

凯斯西储的研究人员在美国国家科学基金会资助的量子研究中研究磁性材料，这些材料可以帮助变压器，电源转换器

凯斯西储大学领导的一个团队正在研究可以显着改善电动汽车中的电力变压器和电源转换器的技术。

为了做到这一点，研究人员正专注于所谓的“量子传感”——当科学家利用材料中最小的磁性、电学或其他变化和缺陷来实现更精确的测量时，原子级技术成为可能。

一些量子传感应用已经在使用中，并且增长迅速——从GPS测绘到诊断医学成像再到地震仪。这使得这项技术在短期内比更知名的量子计算机更有前途。

凯斯西储领导的团队正专注于磁性材料的变化，首先“开发一个用户友好的平台来感知穿过磁性金属合金的磁波，”凯斯西储大学领导这项研究的物理学副教授杰西·别列佐夫斯基说。

别列佐夫斯基说，这些实验还可以为二维磁性材料这一新兴领域的发现奠定基础 – 在某些情况下是原子厚。

别列佐夫斯基与CWRU研究人员，材料科学与工程教授Matthew Willard和物理学助理教授Shulei Zhang加入。他们正在与佛罗里达大学的合作者合作，包括前CWRU研究员，计算机和电气工程教授Philip Feng和物理学助理教授Xiao-Xiao Zhang。

他们的工作由为期两年，100万美元的国家科学基金会（NSF）拨款资助，作为其更广泛的国家量子计划的一部分，并与UF研究人员合作。

什么是量子物理学？

在过去的几十年里，世界各地的研究人员一直在竞相掌握量子力学，以建立高速计算机的新秩序。今年早些时候，克利夫兰诊所和IBM推出了被认为是第一个主要致力于医疗保健研究的先进计算机系统，凯斯西储将在其中发挥作用。

别列佐夫斯基的团队和NSF正在开展挑战量子计算机的研究。

“很难建造量子计算机，因为周围环境中的噪声很容易扰乱量子比特的状态，”别列佐夫斯基说，指的是强大但不太稳定的量子信息单位。“但是扭转它，你可以使用这些量子比特来感知环境中正在发生的事情。这就是我们正在做的事情。

别列佐夫斯基和他的团队使用基于钻石晶体中单个原子缺陷的量子比特，正在研究被称为“磁振子”的粒子的行为，即波穿过磁性材料的最小部分。

“具体来说，我们将研究具有复杂纳米级结构的磁性合金，这些磁性合金已经在为电动汽车等应用的变压器和功率转换器开发，”他说。

NSF专注于量子传感器

NSF最近向18个研究团队提供了2900万美元，用于开发新的传感器技术，其中包括CWRU领导的团队。

除了改进电动汽车之外，别列佐夫斯基和他的团队正在追求，这种新型传感器有一天可能会让医生查明单个细胞或地质学家的感染，以找到地下矿藏，而无需举起铲子，NSF说。

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