新機(jī)械臂可高效精準(zhǔn)助力量子實(shí)驗(yàn)

一種新的機(jī)械臂可能掌握著量子領(lǐng)域重大突破的關(guān)鍵。這種由英國(guó)布里斯托爾大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)的機(jī)械臂，能讓科學(xué)家以前所未有的速度、細(xì)節(jié)和復(fù)雜性進(jìn)行量子實(shí)驗(yàn)。這項(xiàng)研究成果發(fā)表在新一期《先進(jìn)科學(xué)》雜志上。

從監(jiān)測(cè)細(xì)胞健康狀況到太空通信，量子技術(shù)在現(xiàn)實(shí)世界中有許多潛在應(yīng)用。量子實(shí)驗(yàn)通常需要高度受限的環(huán)境，有時(shí)需要結(jié)合超低溫、原子尺度的相互作用和緊密相連的激光。通過(guò)將機(jī)器人功能構(gòu)建到量子實(shí)驗(yàn)中，這項(xiàng)研究開辟了在受限環(huán)境中整合多個(gè)量子自由度的機(jī)器人技術(shù)的前景，從而提高了量子技術(shù)應(yīng)用中的原型設(shè)計(jì)速度、控制性和魯棒性。

研究人員展示了一個(gè)裝有磁鐵的機(jī)械臂，它能在標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的條件下對(duì)氮空位中心量子磁強(qiáng)計(jì)進(jìn)行敏化。機(jī)械臂上的高強(qiáng)度磁鐵可以任何角度放置在三維空間的任何位置，還能繞過(guò)障礙物。使用電極、激光器和鏡面等工具，機(jī)械臂可促進(jìn)各種實(shí)驗(yàn)裝置更精確地對(duì)準(zhǔn)和操作。

研究人員希望這項(xiàng)技術(shù)能夠改進(jìn)各種量子傳感實(shí)驗(yàn)，它也有望使這些實(shí)驗(yàn)“走出”量子光學(xué)實(shí)驗(yàn)室，找到更有用的應(yīng)用，比如在細(xì)胞診斷中。

由于機(jī)器人能夠高精度地在人體的復(fù)雜區(qū)域?qū)Ш?，它們?cè)谑中g(shù)中的應(yīng)用漸廣。這項(xiàng)研究證明了將機(jī)器人領(lǐng)域的發(fā)展帶入量子技術(shù)的重要性。機(jī)器人技術(shù)可提供比傳統(tǒng)方法更靈活、適應(yīng)性更強(qiáng)的方法，這將加速量子技術(shù)跨領(lǐng)域的部署。憑借復(fù)雜的軟件堆棧和完善的開源硬件，在化學(xué)和生物科學(xué)的各種實(shí)驗(yàn)環(huán)境中部署機(jī)器人技術(shù)變得越來(lái)越可行。

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