Maryland hoy

El equipo de UMD es uno de los 18 que impulsan tecnologías de medición innovadoras a nivel nacional

Por Robert Herschbach 22 de agosto de 2023

Una representación de una plataforma de detección cuántica a escala de chip propuesta incluye una representación de la generación y detección de luz cuántica.

Representación de Chad Smith

La Fundación Nacional de Ciencias (NSF) anunció hoy que ha otorgado una subvención de tres años por valor de 1 millón de dólares a un equipo multiinstitucional liderado por la UMD que trabaja para superar las barreras que impiden seguir avanzando en los sensores cuánticos, que ofrecen capacidades más avanzadas que sus tradicionales o homólogos “clásicos”.

El equipo es uno de los 18 de todo el país que compitieron con éxito por las subvenciones otorgadas por la NSF como parte de su programa Quantum Sensing Challenges for Transformational Advances in Quantum Systems.

Casi un siglo después de que la mecánica cuántica permitiera el desarrollo de transistores y láseres, los investigadores ahora están manipulando fenómenos como el entrelazamiento cuántico con fines como la informática, la detección y la medición, lo que se conoce colectivamente como la Segunda Revolución Cuántica.

"La mecánica cuántica involucra fenómenos como la superposición y la 'acción espeluznante a distancia', donde una partícula que está en Nueva York podría correlacionarse con una en Los Ángeles, de una manera que la física clásica no puede explicar", dijo el ingeniero mecánico de la UMD. El profesor asistente Avik Dutt, que dirige el equipo y ocupa cargos conjuntos en el Departamento de Ingeniería Mecánica y el Instituto de Ciencia y Tecnología Físicas. "La detección cuántica tiene como objetivo utilizar estas propiedades inusuales para mejorar la sensibilidad, el poder de detección y la resolución".

Pero las ganancias se obtienen a costa de una complejidad mucho mayor, lo que dificulta la implementación de sensores cuánticos a escala. Los 18 equipos llevarán a cabo una amplia gama de actividades de investigación exploratoria, desde medir la altura y la densidad de las montañas con un reloj atómico ultrapreciso hasta revelar las funciones internas de las células vivas con partículas de luz entrelazadas cuánticamente, dijo la NSF.

"Una nueva generación de sensores podría algún día permitir a los médicos identificar infecciones dentro de células individuales, o a los geólogos encontrar depósitos minerales subterráneos sin levantar una pala", dijo la agencia en un nuevo comunicado.

La investigación de Dutt cuenta con el apoyo de una subvención inicial del Laboratorio Cuántico Nacional de Maryland, conocido como Q-Lab, una asociación entre la UMD y IonQ, con sede en College Park, una startup líder en computación cuántica fundada parcialmente en la investigación de la UMD.

Dutt y sus colegas se centrarán en los desafíos aún no resueltos. Sus co-PI son Paul Lett, miembro del Joint Quantum Institute y profesor adjunto de física que trabaja en el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología, Jelena Vuckovic de la Universidad de Stanford y Peter Maurer de la Universidad de Chicago.

El equipo buscará superar obstáculos técnicos, en parte mediante una técnica conocida como "exprimir la luz", que implica comprimir el ruido (es decir, las fluctuaciones aleatorias) producido por un rayo láser. El resultado es un haz "silencioso" con una redistribución de ruido específicamente adaptada que se puede utilizar para detección y detección de precisión.

Dutt y sus estudiantes diseñarán los dispositivos y sistemas necesarios en el FabLab del Maryland NanoCenter, junto con los equipos de Lett y Vuckovic. El equipo de Maurer de la Universidad de Chicago aplicará sus innovaciones a la detección química y biomolecular.

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A. James Clark Escuela de Ingeniería Facultad de Ciencias Informáticas, Matemáticas y Naturales