佛罗里达州立大学化学家获得诺和诺德国际奖学金,将推进量子材料研究

产业资讯 QuantumWire 2026-02-25 11:52
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2026年2月17日——佛罗里达州立大学一位研究人员获得国际研究基金资助,将开发含有量子比特(量子技术的基本单元)的新型材料,其最终应用涵盖医疗保健到网络安全等多个领域。

化学与生物化学系教授Michael Shatruk荣获2025年诺和诺德研究基金。该基金提供75.2万丹麦克朗(约合11.7万美元)资助,使Shatruk能在5月初之前使用丹麦技术大学的先进设备研究分子基量子材料。

“量子技术有望彻底改变计算、药物开发和医学传感等诸多领域,”Shatruk表示,“该基金将使我能利用电子衍射晶体学深入研究量子材料——这是一种测定亚微米级晶体结构的尖端方法,这些粒子尺寸不足千分之一毫米。”

总部位于丹麦的诺和诺德是专注慢性病治疗的全球药企巨头。作为全球胰岛素生产商(占市场份额50%),该公司不仅是糖尿病护理领域领导者,还以开发胰岛素笔及GLP-1减肥药(如Ozempic和Wegovy)闻名。诺和诺德也是丹麦最大的基础研究私营资助方,支持包括Shatruk新型量子材料研究在内的多学科工作。

化学与生物化学系主任Wei Yang评价:“Shatruk博士的研究极具创新性,充满变革性见解与有效实践。过去十年间,学者发展是本系重点,Shatruk博士聚焦提升量子科技的基金项目,印证了佛罗里达州立大学的协同效应。”

“量子”指物质最小单位,常与量子计算关联——通过尖端处理芯片,其执行大型任务的速度和效率远超传统计算。例如普通笔记本或手机足以应对日常上网、制作电子表格等需求。

但涉及人工智能、医疗和科研的行业常需处理海量数据以同步探索多重可能性,这正是量子计算的专长。得益于量子比特(经特殊设计、可同时呈现多值的原子级粒子),量子芯片能实现比传统计算机更复杂的“思考”。

“在丹麦期间,我将致力于构建量子比特二维阵列系统——这是量子设备芯片的基础模块,”Shatruk解释道,“项目重点是研究金属有机框架(MOFs)节点中的分子自旋量子比特,以提升计算稳定性与性能。MOFs的发现刚荣获2025年诺贝尔化学奖,能在这个备受瞩目的领域开展工作令人兴奋。”

MOFs是由有机分子连接金属离子形成的多孔晶体结构,可针对特定任务(如药物在体内的缓控释放)灵活定制。通过将MOFs集成至量子芯片,Shatruk旨在解决当前量子技术的稳定性问题。多数MOFs小于1微米(人类发丝直径约70微米),即便“大型”MOF晶体也不足1毫米。

“遗憾的是,培育大尺寸MOF晶体非常困难,导致许多样品无法用传统单晶X射线衍射法研究,”Shatruk指出,“丹麦的电子衍射晶体学设备即使无需培育大晶体,也能测定MOFs的原子结构,因为它支持亚微米级粒子的晶体结构解析。”

2023年,Shatruk出任佛罗里达州立大学量子科学与工程计划创始主任。该计划获校方三年超2000万美元初始投资,旨在加速可能影响量子系统设计的新现象发现。