如果你曾经买过订婚戒指或其他钻石首饰，你可能知道“4c”:克拉(carat)、切工(cut)、颜色(color)和净度(clarity)，它们决定了一颗宝石的质量。非官方的第五个C是认证——由独立权威机构出具的证明石头质量和真实性的文件。然而现在，一家英国初创公司正打算将另一种C语言引入其中:代码。
2017年，牛津大学的一项研究成立了一家名为Opsydia的公司，该公司正在率先用激光在钻石上刻上几乎看不见的识别码——它称之为“纳米id”。
每个纳米id由一系列亚微米大小的点组成，这些点被印在宝石表面下五分之一毫米处，这些点形成了一个数字代码，与官方认证文件或(越来越多的)区块链分类账相关联。
至关重要的是，这样的标识符与注册为会影响宝石质量的标记相差甚远。仅仅是为了发现这些地下代码，就需要至少200倍的放大倍率和专门设计的照明。相比之下，钻石分级实验室的专家使用40到80倍的放大倍率;珠宝商的放大镜价格要低得多。
Opsydia的产品主管刘易斯·菲什指着一颗刻有纳米id的5毫米钻石说:“因为这些点在所有维度上都在1微米以下，实际上很难描述那里的物理变化——它几乎什么都没做。”“我们把它送到一家领先的分级实验室检查，他们知道代码在那里——但他们找不到。”
用激光在钻石上刻上微小的代码甚至标志本身并不是什么新鲜事。这些通常被放置在石头的腰带上(一个在外围的窄带，将上部和下部分开)，自20世纪80年代以来，分级实验室和其他供应商一直在提供这些检测。但密码的表面定位也是它们的弱点:它们可以被擦掉。此外，一旦镶嵌在珠宝上，它们可能会变得模糊不清。
与此同时，激光技术的普及意味着不法分子可以在钻石上刻上虚假的代码——例如，给钻石配上一个序列号，错误地表示钻石的质量更高，或者把实验室培育的钻石标记为天然钻石——或者伪造官方实验室和机构的标识。
激光炸药
每个Opsydia纳米id由一系列亚微米大小的点组成，这些点印在宝石表面下五分之一毫米处。
Opsydia
相比之下，由于Opsydia的技术——它被包装在一个钢琴大小的机器中，以40万英镑(52.4万美元)的价格提供给珠宝品牌、制造商和评级实验室等行业参与者——将铭语置于表面之下，因此据说骗子是无法企及的。
编码激光束本身聚焦到极高的精度，使用专利技术，Opsydia称其能力在全球范围内是独一无二的。这意味着它可以克服钻石极高的折射率:光束的有效行为就好像钻石根本不存在一样，而钻石通常会向无数个方向发射光波。
激光脉冲持续时间不到万亿分之一秒，显然不会造成热损伤。几乎不可见的标记意味着，它可以位于钻石的中央，就在石头的顶部下方，而不是隐藏在钻石的隐蔽部分。
Opsydia的首席执行官安德鲁?里默(Andrew Rimmer)表示:“如果你想把它移走，就必须重新切割，从而损失大量的价值。”这是因为减少钻石的顶部，即使是切割纳米内径所需的浅量，通常也需要重新切割其他面以保持比例。
虽然该公司培训客户的技术人员使用其机器并在代码中编写程序，但任何徽标或其他IP都只能由Opsydia自己上传。里默说:“软件加密意味着我们可以控制这一点。“我们从一开始就制定了一个安全的解决方案。”
透明度和可追溯性已经成为珠宝行业和更广泛的奢侈品行业的热门话题，因为对道德来源和可核查商品的需求急剧增加。瑞士宝石学研究所(Swiss Gemmological Institute)特别项目负责人、洛桑大学(University of Lausanne)讲师洛朗?卡地亚(Laurent Cartier)表示:“世纪之交出现的血钻和冲突金等问题，让人们意识到，钻石和宝石供应链需要提高透明度。”
“如今，主要驱动因素是政府、银行业和经合组织(OECD)的监管规定，以及消费者日益增长的需求，他们希望更多地了解珠宝中的宝石来自何处以及如何采购。”
为此，人们正在越来越多地探索能够帮助分析、验证和识别钻石和宝石的技术解决方案。例如，今年早些时候，瑞士公司Spacecode宣布了一种设备，据称可以对特定钻石的化学成分进行分析，并确定其原产地，而其他公司也在研究一种观点，即每颗钻石都有一种独特的化学和形态“指纹”，可以识别它。
卡地亚警告说，不要以为单靠技术就能解决所有这些问题，“但它是可追溯性难题的一个非常重要的部分，”他说。他说，Opsydia的地下技术“为高价值钻石和宝石增加了额外的安全保障，是一种很有前途的方法。”
里默特别指出，Opsydia的纳米id可以为近年来出现的各种区块链平台带来更多的确定性，这些平台支持奢侈品和珠宝行业的可追溯性和认证。例如，路威酩轩、卡地亚和普拉达与微软共同开发的Aura平台，以及世界最大的钻石生产商戴比尔斯推出的Tracr平台。
然而，正如卡地亚所指出的那样，这些平台的好坏取决于数据的质量:知道钻石的来源只能告诉你这么多。他表示:“可能会有书面记录和审计，证实它来自某个特定的矿山，并遵循了一套特定的标准。”“技术在以透明和可验证的方式将这些信息传递到整个供应链中是有用的。”但书面记录可能会被分配到错误的宝石上。
里默说，这就是Opsydia的用武之地。“区块链是一种安全存储信息的方式，但你需要确保它与实物宝石或珠宝相关联。”因此，除了在区块链上刻上序列号外，Opsydia的机器还可以拍摄铭文的照片，这些照片也可以存储在分类账中。作为另一种保障措施，该公司开发了一种灯箱观看系统，用于在珠宝陈列室中展示铭文。
里默补充说，一台Opsydia机器每年可以处理大约10万颗宝石(每颗大约需要10秒)。他的目标是，到2025年，Opsydia实现盈利，并通过该公司的机器每年加工1000万颗宝石。Opsydia去年夏天完成了第三轮融资。
整形空间激光器
每台Opsydia机器每年可以处理大约10万颗宝石(每颗大约需要10秒)。
Opsydia
但Opsydia的技术开发并非出于解决钻石溯源问题的愿望。相反，它是作为更广泛的研究领域的一部分出现的，这些研究领域包括空间望远镜的自适应光学和激光束的精确成形，这些研究是在牛津大学工程科学系进行的。
Opsydia于2017年通过牛津大学创新公司成立，该公司负责管理该机构研究工作的知识产权许可和衍生产品，以使研究团队的技术商业化。第一台激光机器于2020年交付，戴比尔斯的实验室钻石臂Lightbox Jewelery是最早的购买者之一。除了钻石，激光铭文也可以应用于任何宝石。
里默说:“我们刚开始的时候，围绕可追溯性还在进行一些讨论，但现在这是珠宝行业的头号话题。”“因此，真正的吸引力来自那些希望能够把这个故事作为他们对消费者承诺的一部分的品牌，因为这是他们所要求的。”
乌克兰的战争以及随之而来的阻碍俄罗斯钻石流入西方市场的困难，突显了全球宝石供应链的复杂性和不透明性，以及解决这一问题的新方法的必要性。俄罗斯是世界上最大的钻石生产国之一。
虽然Opsydia的技术只能应用于打磨和切割钻石的阶段，但该公司正在“研究在‘粗糙’阶段做一些事情的可行性，”里默说，这表明有一天未经切割的原始钻石可以在源头上进行激光雕刻。然而，这显然还有一段路要走。“我们还没到那一步，但我们正在调查，”他说。
量子飞跃
激光技术有可能在金刚石晶格中产生原子尺度的缺陷，其中两个碳原子被一个氮原子和一个空白空间所取代。这样的腔室具有显著的量子特性。
Opsydia
除了闪闪发光的宝石世界，Opsydia在将精确控制的激光器应用于钻石结构方面的进步也为新的工业领域提供了机会。里默说:“我们能够在钻石晶圆内编写电路。”这使得新兴的以钻石为基础的电子设备世界发挥了作用，具有多种潜在的应用-包括可能最大的奖项:量子计算。
从本质上讲，激光可以被调谐，将金刚石碳晶格(金刚石晶体中原子的排列)的局部部分转化为导电的石墨结构——微尺度的3D电子电路。例如，这种装置被用在欧洲核子研究中心的粒子加速器中，用于高能粒子探测应用，而其他材料会迅速降解。
里默说，在电化学、仪器仪表和辐射检测方面还有其他潜在的用途。“与硅和其他材料相比，钻石的最大好处是它不会受到辐射的破坏。”
但是，利用激光在金刚石晶格中制造氮空位(NV)中心可能有更大的潜力:这是一种看不见的原子级缺陷，两个碳原子被一个氮原子和一个空白空间所取代。
NV中心具有显著的量子特性，包括超灵敏的磁场探测和在单光子水平上发射和操纵光的能力。这使得它们成为有效的可控和可测量的量子系统。
“NV中心可以像量子比特一样运作，这意味着钻石是量子处理的候选材料之一，”里默说。虽然这是最终目标，但围绕超精细磁传感和仪器的近期应用——例如，用于磁地面测量或GPS通信——也在发挥作用。
所有这些目前仍处于大学研究阶段。然而，对于Opsydia的投资者来说，钻石的可追溯性可能只是冰山一角。
