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莫斯科工程物理学院研讨合成金刚石量子技术进展

6月17日,莫斯科工程物理学院(MEPhI)举办“基于合成金刚石的技术发展成果与展望”大型科学研讨会,重点讨论合成金刚石基技术的发展,以及基于金刚石杂质中心的多量子比特自旋量子网络研究。研讨会由俄罗斯科学院院士维塔利·科诺夫主持。

本次活动是世界级科学中心“基于合成金刚石的电子和量子技术”项目,以及“基于金刚石杂质中心的多量子比特自旋量子网络”重大研究项目的一部分。后者的构想于2025年5月31日在俄罗斯联邦科学技术发展委员会主席团会议上获批,会议由俄罗斯副总理德米特里·切尔尼申科主持。目前,该中心已完成项目第一年的工作,并在推进2026年相关任务。

莫斯科工程物理学院第一副校长奥列格·纳戈尔诺夫在致辞中表示,研讨会选择在MEPhI举行有其历史背景。该校曾设立苏联首个微电子系,量子电子学奠基人、诺贝尔奖得主尼古拉·巴索夫也毕业于此。

来自莫斯科工程物理学院、莫斯科国立罗蒙诺索夫大学、普通物理研究所、超硬和新型碳材料技术研究所、新金刚石技术有限责任公司、A.V.加波诺夫-格列霍夫应用物理研究所、托木斯克国立大学、P.N.列别捷夫物理研究所和A.F.约费物理技术研究所等机构的代表参加研讨并作报告。

世界级科学中心“基于合成金刚石的电子和量子技术”代理主任罗曼·扎哈尔琴科在概述报告中介绍了中心建设进展。他表示,俄罗斯量子技术目前主要围绕量子传感、量子计算和量子通信三条路线图展开,相关实施工作由俄罗斯国家原子能公司和俄罗斯铁路公司承担。MEPhI下属的国家量子力学中心则聚焦这些路线图中的战略方向和具体领域。

据介绍,MEPhI的量子技术体系包括国家微波工程中心、无线电光子学与微波技术中心、工程中心、人工智能研究中心,以及INTEL、LaPlas和IFIB等专业研究机构,并设有量子工程研究与教育中心等部门。学校拥有超过100台套技术设备,覆盖分子束外延、气相外延、等离子体化学等研究和工艺方向。MEPhI的战略重点之一,是在量子传感器、集成光子学等领域形成技术优势,并将相关基础设施提升到领先量子中心水平。

世界级科学中心的建设依托无线电光子学和微波技术中心、工程中心、微波电子学和集成光子学微电子技术中心等平台,同时设立了金刚石量子光学实验室、金刚石电子实验室和科研项目支持部门。该中心以联合体形式运行,成员包括俄罗斯大型单晶金刚石生产商New Diamond Technology,SP Quantum有限责任公司则作为工业合作伙伴参与项目。

该中心的主要研究方向包括电力和微波电子学、金刚石量子光学,同时承担为新兴科研领域培养专业人才的任务。2025年,中心围绕发展规划中的三个研发方向实施项目,分别涉及单光子源、扫描量子磁力计传感器元件,以及量子传感器元件生产用衬底的研发。项目团队汇集了150多名科研人员,其中包括52名资深科学家和28名青年科学家。相关成果已获得一项实用新型专利,并在2025微电子论坛上展示。

在国际合作方面,该中心已与上海光学精密机械研究所、北京大学物理系签署合作协议,并与包括白俄罗斯在内的友好国家科研团队开展合作项目。此外,中心还在与新加坡国立大学功能智能材料研究所商谈合作协议,该研究所由诺贝尔奖得主康斯坦丁·诺沃肖洛夫领导。

按照计划,2026年该中心将实施六个项目,预期形成工作设计、技术文件,并完成国家验收测试。今年,中心科研人员已宣布取得一项新进展:成功研制出用于高功率电子器件的异质结构。

根据中心发展规划,后续工作将服务于俄罗斯金刚石基量子传感器市场建设、全国产量子密钥分发系统创建,以及基于合成金刚石磁场传感器的先进磁共振成像和脑电图系统研发。同时,相关研究也将面向提高大功率电子设备可靠性和稳定性、建设新一代电力电子元件国产基础,以及电子行业人才高级培训等需求。


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