従来の量子センサーと比較して感度が10万倍向上した商用量子センサー

2023年の世界製造会議中に、CIQTEKは自社開発の「量子スピン磁力計（SpinMag-I）」を発売しました。これは、エネルギー消費が低く、持ち運びが容易で、精密な測定に使用できる非常に高い磁場感度を備えた商用量子センサーです。従来の技術 (ホール効果センサー) と比較して感度が 10 万倍向上し、心臓、脳、地磁気の磁場の測定が可能となり、生物医学、工業用検出、地球物理学の分野に新たな変化をもたらすことが期待されています。

2023年世界製造業会議の開会式

 

量子スピン磁力計（SpinMag-I）

量子スピン磁力計（SpinMag- Ⅰ ）

量子スピン磁力計 (SpinMag-I) は、アルカリ金属原子 (Rb-87) の外側電子のスピンの性質を利用し、アルカリ金属原子をスピン偏極させる操作手段としてポンプ レーザーを使用します。外部からの弱い磁場の作用により、アルカリ金属原子がラーモア進行し、検出用レーザーの吸収が変化し、高感度な磁場測定が可能になります。量子スピン磁力計は、高感度、小型、低エネルギー消費、持ち運びが容易という特徴があり、将来、科学研究や生物医学などの分野における磁気センシング分野で人類が量子時代に突入することになるでしょう。

非常に弱い磁気測定の場合、心臓および脳の磁気画像研究に役立ちます

SpinMag-I の検出感度は 15 fT/√Hz 未満です。高感度の利点は独特の用途につながり、現在その中で最も顕著なものは生体磁気イメージング (脳および心臓の磁気) です。

磁気脳研究装置。ウェブからの画像。

 

脳磁気は、脳細胞集団の自発的または誘導的な活動によって引き起こされ、複雑な生体電流を生成します。この信号は SpinMag-I によって捕捉され、特定の数学的モデルに従って数学的画像を形成するために再構成され、これにより人の脳の磁気画像が得られます。脳磁気イメージングは​​、てんかん、パーキンソン病、アルツハイマー病などの機能性疾患のスクリーニングに使用でき、超伝導量子干渉計技術 (SQUID) に基づく現在の脳磁気検査と比べてコストが低くなります。一方、量子スピン磁力計は、ブレインライクコンピューティングやブレインコンピューターインターフェイスなどの脳科学の最先端研究に、より多くの技術的手段も提供します。

SpinMag-I は、心筋虚血などの心血管疾患の機能診断や研究のための心臓磁気測定にも使用できます。この方法に基づく心臓磁気検査は、非侵襲的かつ放射線を使用しないという利点があり、現在の超音波、CT、および核磁気法よりも安全です。

 

製品の特徴

小型化

SpinMag-I プローブのサイズは約 30 x 16 x 12 mm ³で、小型化に向けて進化し続けています。これは、小型化されたプローブをモバイル機器、携帯機器、または医療機器に簡単に組み込むことができるためです。同時に、小型化には通常、消費電力の削減が伴います。これはデバイスのエネルギー効率の向上に役立ち、SpinMag-I の長時間動作のニーズを満たします。

 

多方向測定

SpinMag-I は、単軸 (Y 軸または Z 軸) と二軸測定 (Y&Z 軸) モードの両方をサポートします。Y&Z 方向のコンポーネントを測定すると、プローブの数を増やさずに磁場情報が最大化されます。

SpinMag- Ⅰプローブ

 

マルチチャンネル、簡単な統合

SpinMag-I には、マルチチャネルで統合が容易であるという利点があり、シングルチャネル/メインフレームおよびマルチチャネル/メインフレーム形式で利用でき、現在最大 256 チャネルをサポートしています。センシングユニットを複数のチャネルに分散させることにより、空間内の局所的な領域の磁場を測定することが可能になります。たとえば、脳磁図の場合、患者の頭全体を覆うようにセンサーのアレイを配置することで、自然な動きの下での「ウェアラブル」測定を実現できます。シングルチャンネルと比較して、マルチチャンネルは頭の複数の場所から磁気信号を同時に取得できるため、疾患の追跡や状態の分析に役立ちます。

 

インテリジェント制御ソフトウェア

SpinMag-I 制御ソフトウェアは、複数のプローブセンサーを同時に接続して、同時マルチプローブ測定を実現できます。主な機能には、ワンボタンスタート (自動スタート)、時間領域信号測定、周波数領域信号測定などが含まれます。の上。

SpinMag-I 制御ソフトウェア インターフェース