.Researchers make an important step towards the quantum internet using diamond nanostructures
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.Researchers make an important step towards the quantum internet using diamond nanostructures
연구원들은 다이아몬드 나노 구조를 사용하여 양자 인터넷을 향한 중요한 발걸음을 내디뎠습니다
하이케 브로이어(Heike Bräuer), 베를린 훔볼트 대학교 다이아몬드 나노구조의 결함 중심은 양자 비트로 사용될 수 있습니다. 양자 연산(얽힘)을 통해 양자 정보는 방출된 단일 광자에 저장되고 미래의 양자 인터넷에서 광섬유로 전송될 수 있습니다. 출처: Humboldt-Universität zu Berlin APRIL 6, 2023
-다이아몬드 소재는 양자 인터넷과 같은 미래 기술에 매우 중요합니다. 특수 결함 센터는 양자 비트(큐비트)로 사용될 수 있으며 단일 광자라고 하는 단일 광 입자를 방출합니다.
-양자 네트워크에서 장거리에 걸쳐 실현 가능한 통신 속도로 데이터 전송이 가능하려면 모든 광자가 광섬유에 수집되어 손실 없이 전송되어야 합니다. 또한 이러한 광자들이 모두 동일한 색상, 즉 동일한 주파수를 갖는지 확인해야 합니다. 이러한 요구 사항을 충족하는 것은 지금까지 불가능했습니다.
Humboldt-Universität zu Berlin의 Tim Schröder 교수가 이끄는 "Integrated Quantum Photonics" 그룹의 연구원들은 양자 광원에서 방출되는 안정적인 광자 주파수를 가진 광자를 생성하고 감지하는 데 세계 최초로 성공했습니다.
다이아몬드 나노 구조의 질소 공극 결함 센터에서. 이는 다이아몬드 소재를 신중하게 선택함으로써 가능해졌습니다. Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik의 Joint Lab Diamond Nanophotonics에서 수행된 정교한 나노제조 방법; 및 특정 실험 제어 프로토콜. 이러한 방법을 결합하면 이전에 데이터 전송을 방해했던 전자의 노이즈를 크게 줄일 수 있으며 광자는 안정적인 (통신) 주파수로 방출됩니다.
어둠 속의 NV(체제 3). (a) 20초 동안 PLE 스캐닝과 60초 동안 방사선 차단 사이를 번갈아 가며 진행하는 셔터 실험. PLE 스캔을 수행하면 ZPL 공진의 중심 주파수가 Voigt 적합(회색 점)에서 추출됩니다. 여기서, 데이터 세트가 예시적으로 제시된다. (b) 많은 데이터 세트에서 얻은 스펙트럼 편이의 발생. "Laser on"에 대해 추출된 스펙트럼 확산 값은 20초 동안 기록된 스팬 주파수 범위에 해당합니다. "Laser off"에 대한 스펙트럼 확산은 패널 (a)에 표시된 것처럼 레이저를 차단하기 전의 마지막 PLE 스캔과 레이저를 차단한 후의 첫 번째 스캔의 스펙트럼 차이에서 추출됩니다. 크레딧: 피지컬 리뷰 X (2023). DOI: 10.1103/PhysRevX.13.011042
또한 베를린 연구원들은 공간적으로 분리된 양자 시스템 간의 현재 통신 속도가 개발된 방법의 도움으로 1,000배 이상 증가할 수 있음을 보여줍니다. 이는 미래의 양자 인터넷 에 더 가까이 다가가는 중요한 단계 입니다. 과학자들은 개별 큐비트를 최적화된 다이아몬드 나노구조에 통합했습니다. 이러한 구조는 사람의 머리카락 보다 1,000배 더 가늘고 방출된 광자를 유리 섬유로 유도 방식으로 전달할 수 있습니다. 그러나 나노구조체를 제조하는 과정에서 물질 표면은 원자 수준 에서 손상되고 , 자유전자는 생성된 빛 입자에 제어할 수 없는 노이즈를 발생시킨다. 불안정한 무선 주파수에 필적하는 노이즈는 광자 주파수의 변동을 일으켜 얽힘과 같은 성공적인 양자 작업을 방해합니다. 사용된 다이아몬드 재료의 특별한 특징은 결정 격자에서 상대적으로 높은 밀도의 질소 불순물 원자입니다. 이들은 나노구조 표면의 전자 노이즈로부터 양자 광원을 보호할 수 있습니다.
"그러나 정확한 물리적 과정은 미래에 더 자세히 연구될 필요가 있습니다. 실험 관찰에서 도출된 결론은 같은 연구 그룹의 Gregor Pieplow 박사가 실험 물리학자들과 함께 개발 및 구현하고 있는 통계 모델 및 시뮬레이션에 의해 뒷받침됩니다. 이 논문은 Physical Review X 저널에 게재되었습니다 .
추가 정보: Laura Orphal-Kobin 외, Diamond Nanostructures의 Optically Coherent Nitrogen-Vacancy Defect Centers, Physical Review X (2023). DOI: 10.1103/PhysRevX.13.011042 저널 정보: Physical Review X 베를린 훔볼트 대학교 제공
https://phys.org/news/2023-04-important-quantum-internet-diamond-nanostructures.html
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메모 2304070816 나의 사고실험 oms 스토리텔링
다이야몬드가 양자 네트워크를 가능케 한다. 그러면 우주적 광역화된 네트워크에는 여전히 초거대 인공 다이야몬드에 의존해야 할까?
양자 네트워크에서 장거리에 걸쳐 실현 가능한 통신 속도로 데이터 전송이 가능하려면 모든 광자가 광섬유에 수집되어 손실 없이 전송되어야 합니다. 또한 이러한 광자들이 모두 동일한 색상, 즉 동일한 주파수를 갖는지 확인해야 한다. 이러한 요구 사항을 충족하는 것은 지금까지 다이야몬드이외는 불가능했다. 그렇다고 다이야몬드 광물이 모든걸 해결해 줄까?
이제는 oms.diamond를 통해 우주 광역 네크워크가 실현되리라. 허허. 이곳에서는 우주의 모든 광자들이 모두 동일한 색상, 즉 동일한 주파수를 가진다. 허허. 우주에는 다이야몬드 별이 있잖아! 허허.
- Diamond material is very important for future technologies such as quantum internet. Specialized defect centers can be used as quantum bits (qubits) and emit single particles of light called single photons.
- To enable data transmission over long distances and at feasible communication speeds in quantum networks, all photons must be collected in an optical fiber and transmitted without loss. We also need to make sure that these photons all have the same color, i.e. the same frequency. Meeting these requirements has hitherto been impossible.
Researchers from the "Integrated Quantum Photonics" group, led by Professor Tim Schröder at Humboldt-Universität zu Berlin, have succeeded for the first time in the world in generating and detecting photons with stable photon frequencies emitted from a quantum light source.
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memo 2304070816 my thought experiment oms storytelling
Diamonds enable quantum networks. So, should we still rely on super-giant artificial diamonds for our cosmic wide-area networks?
To enable data transmission over long distances in quantum networks and at feasible communication speeds, all photons must be collected in an optical fiber and transmitted without loss. We also need to make sure that these photons all have the same color, i.e. the same frequency. Meeting these requirements has so far been impossible with anything but diamonds. But will the diamond mineral solve everything?
Now, through oms.diamond, a wide-area network of space will be realized. haha. Here, all photons in the universe have the same color, the same frequency. haha. There are diamond stars in space! haha.
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.Materials of Tomorrow: MIT’s Breakthrough in Predicting Stable Metal-Organic Frameworks
미래의 재료: 안정적인 금속-유기 구조를 예측하는 MIT의 돌파구
주제:암사슴기계 학습재료 과학금속-유기 프레임워크와 함께 Anne TRAFTON, MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY 2023년 4월 6일 금속-유기 프레임워크 MOF 구조 금속-유기 프레임워크(MOF)로 알려진 물질은 가스 저장에서 약물 전달에 이르기까지 다양한 응용 분야에 적합한 견고한 새장 같은 구조를 가지고 있습니다. 크레딧: David Kastner APRIL 6, 2023
이러한 매우 안정적인 금속-유기 프레임워크는 온실 가스 포집과 같은 응용 분야에 유용할 수 있습니다. MIT 연구원들은 금속-유기 구조( MOF ) 의 안정성을 예측하기 위한 계산 모델을 개발 하고 메탄을 메탄올로 전환하는 것과 같은 다양한 응용 분야에 적합한 10,000개의 매우 안정적 인 MOF 구조를 확인했습니다. 팀은 매우 안정적인 MOF에서 빌딩 블록을 재결합하여 50,000개의 새로운 MOF 구조를 생성하고 다른 연구자들이 사용할 수 있는 초안정성 재료 데이터베이스를 만들었습니다.
금속-유기 프레임워크(MOF)로 알려진 물질은 가스 저장에서 약물 전달에 이르기까지 다양한 응용 분야에 적합한 견고한 새장 같은 구조를 가지고 있습니다. 재료에 들어가는 빌딩 블록이나 배열 방식을 변경함으로써 연구자들은 다양한 용도에 적합한 MOF를 설계할 수 있습니다. 그러나 가능한 모든 MOF 구조가 촉매 반응이나 가스 저장과 같은 응용 분야에 사용할 수 있을 만큼 충분히 안정적인 것은 아닙니다. 연구원들이 특정 응용 분야에 가장 적합한 MOF 구조를 파악하는 데 도움을 주기 위해 MIT 연구원들은 어떤 구조가 가장 안정적인지 예측할 수 있는 컴퓨팅 접근 방식을 개발했습니다.
연구원들은 계산 모델을 사용하여 "초안정성"으로 분류되는 약 10,000개의 가능한 MOF 구조를 식별하여 메탄 가스를 메탄올로 전환하는 것과 같은 응용 분야에 적합한 후보로 만들었습니다. “사람들이 가상의 MOF 재료를 생각해 낼 때, 그 재료가 얼마나 안정적인지 사전에 반드시 알 필요는 없습니다. "우리는 데이터와 머신 러닝 모델을 사용하여 안정성이 높을 것으로 예상되는 구성 요소를 생각해 냈고, 이를 훨씬 더 다양한 방식으로 재조합했을 때 이전 세트보다 안정성이 더 높은 재료로 데이터 세트가 풍부해졌습니다. 사람들이 생각해 낸 가상의 자료.” MIT 대학원생 Aditya Nandy는 4월 4일 Matter 저널에 게재된 논문의 주 저자입니다 . 다른 저자로는 MIT postdoc Yue Shuwen, 대학원생인 Changhwan Oh, Gianmarco Terrones, Chenru Duan PhD '22, Yongchul G. Chung, 부산대학교 화학 및 생물분자공학과 부교수가 있습니다.
MOF 모델링 과학자들은 MOF가 가스 저장, 유사한 가스를 서로 분리하거나 한 가스를 다른 가스로 전환하는 것과 같은 가스와 관련된 응용 분야에 적합하게 만드는 다공성 구조를 가지고 있기 때문에 MOF에 관심이 있습니다. 최근에 과학자들은 또한 신체 내에서 약물이나 영상화제를 전달하기 위해 그것들을 사용하는 것을 탐구하기 시작했습니다.
MOF의 두 가지 주요 구성 요소는 아연이나 구리와 같은 금속 원자를 포함하는 유기 분자인 2차 구성 단위와 2차 구성 단위를 연결하는 링커라고 하는 유기 분자입니다. Kulik은 이러한 부품을 LEGO 빌딩 블록처럼 다양한 방식으로 함께 결합할 수 있다고 말합니다. "레고 블록의 종류와 조립 방법이 너무 다양하기 때문에 가능한 다양한 금속-유기 프레임워크 재료의 조합 폭발을 일으킵니다."라고 그녀는 말합니다. "다양한 구성 요소를 조립하는 방법을 선택하고 선택하여 금속-유기 프레임워크의 전체 구조를 실제로 제어할 수 있습니다." 현재 MOF를 설계하는 가장 일반적인 방법은 시행착오를 거치는 것입니다. 보다 최근에 연구원들은 이러한 재료를 설계하기 위해 계산적 접근 방식을 시도하기 시작했습니다. 그러한 대부분의 연구는 재료가 특정 응용 분야에서 얼마나 잘 작동할지에 대한 예측을 기반으로 하지만 결과 재료의 안정성을 항상 고려하지는 않습니다. "촉매 작용 또는 가스 저장을 위한 정말 좋은 MOF 재료는 매우 개방된 구조를 가질 것이지만 일단 이러한 개방 구조를 가지게 되면 그 재료가 장기간 사용 시에도 안정적인지 확인하는 것이 정말 어려울 수 있습니다."라고 Kulik은 말합니다.
2021년 연구에서 Kulik은 특정 MOF가 분해되는 온도와 특정 MOF가 합성에 사용되는 용매를 제거하는 데 필요한 조건을 견딜 수 있는지 여부에 대한 데이터를 찾기 위해 MOF에 대한 수천 개의 논문을 마이닝하여 만든 새로운 모델을 보고했습니다 .
그녀는 분자 구조를 기반으로 열 안정성과 활성화 안정성으로 알려진 두 가지 기능을 예측하도록 컴퓨터 모델을 훈련했습니다. 새로운 연구에서 Kulik과 그녀의 학생들은 이 모델을 사용하여 매우 높은 안정성을 가진 약 500개의 MOF를 식별했습니다. 그런 다음 이러한 MOF를 가장 일반적인 빌딩 블록인 120개의 보조 빌딩 유닛과 16개의 링커로 분해했습니다. 이러한 모델에 일반적으로 포함되지 않는 많은 것을 포함하여 약 750가지 유형의 아키텍처를 사용하여 이러한 빌딩 블록을 재결합하여 약 50,000개의 새로운 MOF 구조를 생성했습니다. “우리 세트의 독특한 점 중 하나는 이전에 살펴본 것보다 훨씬 더 다양한 결정 대칭을 살펴보았지만 실험적으로 합성된 매우 안정적인 MOF에서만 나온 이 빌딩 블록을 사용하여 [그렇게 했습니다]. ”라고 Kulik은 말합니다.
초안정성
그런 다음 연구원들은 계산 모델을 사용하여 이러한 50,000개의 구조 각각이 얼마나 안정적인지 예측하고 열 안정성과 활성화 안정성 모두에서 매우 안정적이라고 생각하는 약 10,000개를 확인했습니다. 그들은 또한 가스를 저장하고 방출하는 재료의 능력을 측정하는 "전달 가능 용량"에 대해 구조를 검사했습니다. 이 분석을 위해 연구원들은 메탄 가스를 사용했습니다. 메탄을 포획하면 대기에서 제거하거나 메탄올로 변환하는 데 유용할 수 있기 때문입니다.
그들은 그들이 식별한 10,000개의 초안정성 물질이 메탄에 대해 우수한 전달 능력을 가지고 있으며 예측된 탄성 계수로 측정했을 때 기계적으로도 안정적이라는 것을 발견했습니다. "MOF를 설계하려면 많은 유형의 안정성을 고려해야 하지만 우리 모델은 열 및 활성화 안정성에 대한 거의 비용이 들지 않는 예측을 가능하게 합니다."라고 Nandy는 말합니다. "또한 이러한 재료의 기계적 안정성을 이해함으로써 유망한 재료를 식별하는 새로운 방법을 제공합니다." 연구원들은 또한 보다 안정적인 재료를 생산하는 경향이 있는 특정 구성 요소를 확인했습니다.
최고의 안정성을 가진 2차 구성 단위 중 하나는 희토류 금속인 가돌리늄을 포함하는 분자였습니다. 다른 하나는 코발트 함유 포르피린(4개의 상호 연결된 고리로 구성된 큰 유기 분자)이었습니다. Kulik 연구실의 학생들은 현재 이러한 MOF 구조 중 일부를 합성하고 실험실에서 안정성과 잠재적인 촉매 능력 및 가스 분리 능력을 테스트하는 작업을 하고 있습니다. 연구원들은 또한 자신의 과학적 응용을 위해 테스트하는 데 관심이 있는 연구원들이 사용할 수 있는 초안정성 재료 데이터베이스를 만들었습니다. "이 작업에서 개발된 MOF 구조 데이터베이스는 표적 응용을 위한 새로운 MOF를 찾기 위해 전산 스크리닝을 사용하는 연구자들에게 매우 유용할 것입니다 .
연구.
" 이전에 개발한 기계 학습 방법을 사용하여 높은 안정성을 가질 가능성이 있는 MOF 구조를 생성하는 데 집중할 수 있었으며 이는 실제 응용 프로그램에서 중요한 고려 사항입니다."
참조: Aditya Nandy, Shuwen Yue, Changhwan Oh, Chenru Duan, Gianmarco G. Terrones, Yongchul G. Chung 및 Heather J. Kulik, 2023년 4월 4일, Matter 작성 . DOI: 10.1016/j.matt.2023.03.009 이 연구는 미국 국방고등연구계획국, 국립과학재단 대학원연구펠로십, 해군연구실, 에너지부, MIT 포르투갈 종자기금, 한국연구재단의 지원을 받았다.
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메모 2304070633 나의 사고실험 oms 스토리텔링
우주는 MOF의 구조체로 샘플링oss.base을 통해 나타났을 것이다.
금속 유기 골격체 MOF는 금속 이온이나 금속을 포함한 뭉치가 유기 리간드로 연결된 다공성 물질로 배위 고분자의 일종이다.
우주에는 자연적으로 조성되어 성간이동을 하는 분자구조 단위의 오무아무아 소행성 거대물체에 기생하면서 성간 이동이 가능했을 것으로 본다. 당연히 생명의 재료들을 분자단위에서 저장하고 운반했으리라 본다. 우주에는 유기화학 분자수준의 물질의 강착원반이 무기물질과 더불어 반드시 존재한다.
샘플링 qoms.MOF의 생성으로 oss.base.mof를 손쉽게 막대한 우주의 소립자 물질의 저장력 구현하였으리라 본다. 허허.
-Highly stable metal-organic frameworks can be useful for applications such as greenhouse gas capture. MIT researchers developed a computational model for predicting the stability of metal-organic structures (MOFs) and identified 10,000 highly stable MOF structures suitable for a variety of applications, such as converting methane to methanol. The team recombines the building blocks in highly stable MOFs to create 50,000 new MOF structures and create a database of ultrastable materials available to other researchers.
Materials known as metal-organic frameworks (MOFs) have robust, cage-like structures suitable for applications ranging from gas storage to drug delivery. By changing the building blocks or arrangements that go into the material, researchers can design MOFs suitable for a variety of applications. However, not all possible MOF structures are stable enough for use in applications such as catalytic reactions or gas storage. To help researchers figure out which MOF structure is best for a particular application, MIT researchers developed a computational approach that can predict which structure will be most stable.
Using computational models, the researchers identified about 10,000 possible MOF structures that are classified as "ultra-stable," making them good candidates for applications such as converting methane gas to methanol. “When people come up with a hypothetical MOF material, they don't necessarily know beforehand how stable it is. “We used data and machine learning models to come up with components that are expected to be stable, and when we recombined them in a much wider variety of ways, we enriched our data set with more stable materials than the previous set.
A metal-organic framework (MOF) is a porous material in which clusters containing metal ions or metals are connected by organic ligands, and is a type of coordination polymer. Similarly, there is also a metal-inorganic framework (MIF) in which the ligand is inorganic.
The fact that MOF forms a three-dimensional structure and maintains a strong bond while having porosity gives it the property of being able to perform various functions such as gas storage, catalyst, drug delivery, and chemical sensor. Traditional MOF synthesis is performed in a solvothermal synthesis environment.
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memo 2304070633 my thought experiment oms storytelling
The universe would have emerged via sampling oss.base as a structure of the MOF.
A metal organic framework MOF is a porous material in which metal ions or metal-containing clusters are connected by organic ligands, and is a type of coordination polymer.
It is believed that interstellar movement was possible while being parasitic on the Oumuamua asteroid giant object, which is a molecular structure unit that is naturally formed in space and moves between stars. Of course, it is assumed that the materials of life were stored and transported at the molecular level. In the universe, there is always an accretion disk of matter at the molecular level of organic chemistry along with inorganic matter.
With the creation of sampling qoms.MOF, it is assumed that oss.base.mof could easily implement the storage capacity of elementary particles in the universe. haha.
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