Los diamantes, muy por encima de su papel tradicional como piedras preciosas, están a la vanguardia de una revolución cuántica en desarrollo centrada en tecnologías de sensores de próxima generación y tecnologías cuánticas.

Los científicos han descubierto que, al introducir deliberadamente pequeñas imperfecciones en la estructura cristalina del diamante —particularmente centros de vacío de nitrógeno (NV)—, estos materiales se convierten en detectores extraordinariamente sensibles de fenómenos electromagnéticos y cuánticos, permitiendo aplicaciones que podrían transformar múltiples industrias.

Los investigadores están pioneros en “diamantes cuánticos” que explotan estos defectos diseñados para detectar pequeños cambios en campos magnéticos y eléctricos, con posibles usos en navegación ultra precisa, diagnósticos médicos, análisis de materiales y más.

El funcionamiento robusto y a temperatura ambiente de los dispositivos cuánticos basados en diamante ofrece una ventaja práctica sobre muchos otros materiales cuánticos que requieren enfriamiento extremo.

En el corazón de este cambio tecnológico están los centros NV en diamante sintético, en los que un átomo de nitrógeno y una vacante adyacente dentro de la red actúan como sensores cuánticos.

Los cambios en los estados de spin en estos defectos pueden medirse con una precisión notable, impulsados por su interacción con campos externos.

Los científicos están explorando aplicaciones que van desde la exploración geológica hasta la detección de signos tempranos de enfermedad, donde los sensores de diamante cuántico podrían reemplazar o complementar herramientas existentes como electrocardiogramas o sistemas de navegación dependientes de satélites.

Un ecosistema creciente de empresas e instituciones de investigación está ahora comercializando la tecnología de diamantes cuánticos.

Element Six, una subsidiaria de De Beers, lidera en la producción de diamantes cuánticos cultivados en laboratorio, mientras que otras empresas y grupos de investigación, incluyendo Quantum Brilliance y laboratorios académicos, están desarrollando fundiciones, sensores y procesadores que aprovechan las propiedades cuánticas del diamante.

Los avances paralelos en la investigación de diamantes cuánticos están ampliando las capacidades.

Los físicos han demostrado nuevas interacciones de los centros NV de diamante con estructuras fotónicas diseñadas, lo que podría mejorar el control y la lectura de los estados cuánticos esenciales para la computación y la comunicación.

Otra investigación ha mostrado cómo los conjuntos de spin diseñados en diamante pueden ofrecer un rendimiento mejorado en la detección cuántica, subrayando aún más el papel del diamante como plataforma para la tecnología cuántica práctica.

Si bien la realización comercial completa aún se está desarrollando, los materiales cuánticos de diamante ya están acelerando el progreso hacia dispositivos cuánticos compactos y duraderos que operan a temperatura ambiente.

Su sensibilidad y resistencia posicionan a los diamantes como componentes fundamentales de la próxima generación de innovación tecnológica, afectando potencialmente campos desde la atención médica y la defensa hasta la navegación y la computación.