“缺陷”钻石进口受限,印度雄心勃勃的国家量子计划能否实现?

碳材谈科技 2024-07-13 03:37:58

2024年7月9日,《印度教徒报》(the hindu)发布最新消息,印度海关法针对进口含有NV色心的金刚石设置“障碍”,这类功能金刚石不属于宝石范畴,研究机构不被列为直接进口这类金刚石的授权实体,导致科研成本飙升和项目停滞。

这项举措可能使印度国家量子任务(NQM)“黯然失色”。

印度雄心勃勃的国家量子计划 (NQM)

在全球量子科技的浩瀚海洋中,一场关乎国家安全与战略优势的较量正无声席卷而来。近年来,多个国家量子战略相继发布,其中2021年,中国、加拿大、澳大利亚等17个国家发布量子信息科学技术研发的国家战略。近日,“北约发布首个《量子技术战略》”、“英加合作开展量子研究推动国家量子战略目标”、“新加坡公布首个国家量子策略”……量子计划不断加码。

印度也不例外!不久前(今年5月24日)印度宣布启动“国家量子任务(NQM)”战略,政府将提供资金600亿卢比(约7.26亿美元),专项投资量子计算、量子通信领域。

根据印度电子和信息技术部(Ministry of Electronics and Information Technology)在2024年发布的、为期14年的量子技术开发路线图,NQM将整体工作分为七个主要的量子技术领域:计算机科学、模拟、密码学/网络安全、通信、传感和计量、战略应用、标准化。

在全球量子技术的激烈竞争中,印度的这项NQM无疑是塑造国际量子科学技术格局的关键一环。而且NQM的时机正逢其时,与全球量子技术的迅猛发展同步,为印度带来了通过这些发展促进经济增长、科学进步和技术突破的绝佳机会。NQM的目标之一是在接下来的8年内交付一台具有50-1000个物理量子比特的中等规模量子计算机。

随后,5月28日,印度最大的 IT 服务公司塔塔咨询服务公司(TCS)与印度理工学院孟买分校 (IIT-Bombay) 宣布建立战略合作伙伴关系,共同开发了印度首台量子钻石微芯片成像仪。

6月15日发布,印度科技国务部长、总理办公室国务部长、原子能部和航天部长吉坦德拉·辛格博士(Dr. Jitendra Singh)在一次科技部(DST)的审查会议上表示:“印度在两年内诞生了40多家量子技术初创公司,但其中却几乎没有具有全球潜力的公司。”他指示官员们应将重点放在国家量子旗舰任务上,并致力于推动量子技术和量子通信的发展。他补充说,印度目前在量子技术方面与其他国家处于同等地位。该国的使命和愿景应该是将印度确立为量子技术领域的全球领先者。

6月21日,印度量子计算软件算法初创公司QpiAI完成650万美元(约合4700万人民币)的Pre-A轮融资。QpiAI专注于AI和量子领域的算法研究,这次融资是公司的首次外部融资。

7月7日,印度推行量子新政!印度电信部(DoT)宣布开启一项名为“量子标准化和测试实验室”的征集提案活动,邀请印度学术机构及研发机构以单独或合作形式提交提案。该举措的目标是支持安全、可靠和高效的量子通信系统的发展,还旨在为所有印度公民提供先进技术,改善日常通信、数据安全和整体数字体验。提交提案的最后截止日期为 2024年8月5日。

目前印度在量子科技领域加大布局,旨在将印度定位为全球量子技术领导者。然而,“官僚主义”阻碍了这一进程。

不完美的“缺陷”钻石

量子技术与人工智能和纳米技术一样,是一个广阔的领域。它涉及利用原子内物质的量子力学特性来设计新型设备,此类创新可能会彻底改变现有技术。

钻石在量子科技中大放异彩。钻石,尤其是那些具有独特“缺陷”的钻石,是这些量子实验的关键。通常,钻石因其完美的光泽而备受推崇,但在科研人员眼中,钻石因为不完美而更有潜力价值。

凭借其相干氮-空位(NV)中心、可调节自旋、磁场敏感性以及在室温下工作的能力,钻石,一直在量子传感领域备受青睐。

研究人员利用钻石中的原子特性,例如氮空位 (NV) 中心,在外加磁场、微波场作用下,可控制氮空位缺陷中心的自旋态,利用能级之间的能量差,实现其量子态的操作、测量和光学读取。

另外,这些量子钻石的魅力在于,它们的 NV 中心可以在室温下用激光操控,这是该领域的一个稀缺特性。然而科学家偏爱的钻石不是珠宝店里的,而是实验室生产的,并带有特定“缺陷”的钻石。

官僚主义阻碍“缺陷”钻石进口

印度长期以来以其在钻石切割和抛光方面的实力而闻名,但在制造量子研究的顶级钻石方面却处于不稳定状态。宝石学家追求完美的切工和净度,而量子研究人员则对钻石的“缺陷”更感兴趣。也可以说,印度生产这类高科技钻石经验并不足。

财政部长 Nirmala Sitharaman 在 2023 年联邦预算演讲中强调了一项加强实验室培育钻石研发的计划,强调了其道德和环境效益。

然而,印度在这种专业制造方面的能力落后于需求。科学家经常被迫从欧洲或美国进口这些专业钻石,但官僚主义定义阻碍了他们的努力。根据现行海关法,研究机构不被列为直接进口这些钻石的授权实体,导致成本飙升和项目停滞。

一位印度理工学院量子研究员向《印度教徒报》解释了这一困境:“具有相应缺陷的钻石必须从欧洲或美国进口。然而,我的机构作为研究机构,不能进口这些钻石,因为根据印度海关法,我们不属于宝石学家的范畴……结果就是,我的大部分量子传感研究(需要这些钻石)都停止了。”

此外,班加罗尔咨询公司 Itihaasa 最近对来自印度理工学院(IIT)和印度科学与技术研究所(IISER)等机构的高级科学家进行了一项调查,结果显示“政府科研部门和海关部门之间存在着严重的脱节”。

印度政府首席科学顾问阿贾伊·苏德 (Ajay Sood) 博士和印度科技部秘书阿布哈伊·卡兰迪卡 (Abhay Karandikar) 博士承认了这个问题,并指出在德里发布伊蒂哈萨报告时“正在调查”这个问题。

尽管科技部制定了雄心勃勃的计划,要在十年内开发出拥有 50 到 1,000 个量子比特的量子计算机,但这些努力的关键在于纠正这些官僚障碍。量子计算机仍处于实验阶段,且非常精密,需要稳定的量子比特状态——缺陷金刚石在这项任务中发挥着关键作用。

“硅革命发生时,印度错过了机会。我们错过了(电子)硬件市场的很大一部分。我们需要专注于材料方面,以确保当量子技术出现时,我们才不会落后于硬件领域"印度理工学院马德拉斯分校物理系助理教授 VidyaPraveen Bhallamudi 说道。

钻石与量子技术的交集呈现出一种迷人的悖论,印度的全球钻石行业布局可能既是其科学雄心的福音,也是其科学雄心的障碍。

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