墨爾本大學與澳洲聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）合作，聯手日本國立量子科學與技術研究所（QST），共同開發先進的製造方法，將低價值的鑽石粉轉化為高性能的量子技術材料。這項旨在提升澳洲量子技術專業知識的任務，未來亦將減少該國對全球量子材料供應鏈的依賴。當前流行的詞彙可能是人工智能，但未來值得期待的科技無疑是量子技術。從計算到感測，量子技術有潛力徹底改變我們今天所生活的世界。
無論是威脅檢測、全球導航，還是生物標記感測，甚至是以難以想像的速度進行計算，量子時代承諾著我們的世界將不再相同。
然而，實現這一現實的主要挑戰在於量子技術的運行温度。大多數應用需要絕對零度（-273 攝氏度）的超低温環境才能運作。對於日常操作來説，達到如此低的温度幾乎是不可能的。因此，研究人員一直在尋找能夠在室温下運作的量子材料，而鑽石正是其中之一。鑽石的量子特性源於其分子結構，鑽石由碳原子晶格組成，每個碳原子與四個其他碳原子相連。量子級鑽石是一種特殊情況，包含原子級缺陷。
這些缺陷並非自然生成，而是經過創建的。其中一種常用的缺陷是氮空位（NV）中心，即一個碳原子被氮原子替代，並且相鄰的碳原子缺失，形成一個空位。NV 中心可用於量子感測，以測量磁場、電場、温度等多種參數。
澳洲致力於量子技術材料的自主生產
不過，生成鑽石中的 NV 中心既耗時又昂貴。如果使用鑽石粉，則可以利用低價值的原料獲得與鑽石相同的特性，達到相同的結果。雖然量子技術是未來的趨勢，但其在一個國家的發展取決於獲取專業材料和製造技術的能力。澳洲的目標是開發一條可擴展的路徑，從當地可用材料中生產量子級鑽石。與日本 QST 的合作，使澳洲研究人員能夠獲取先進能力並測試新製造方法，同時在量子時代來臨時確保技術主權。
在全球供應鏈高度不可靠的當下，澳洲研究人員正致力於通過國內能力建設，降低未來新創企業和產業的供應鏈風險。
在短期內，研究人員將專注於提高量子納米鑽石的一致性和性能，並將 NV 中心置放在盡可能接近表面的地方。這些納米鑽石還需要測試其穩定性和感測能力，這些將進一步由 CSIRO 進行驗證。如果這一方法能夠擴展，將有助於澳洲將其鑽石粉轉化為高性能的量子材料，為未來的明天鋪平道路。
