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- 新方法可能導致功能更強大的量子傳感器
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2021/3/19
隨著量子技術的不斷發(fā)展，投資正在全球范圍內(nèi)發(fā)生。很快，我們將看到機器學習模型，財務風險評估，化學催化劑的效率以及新藥物發(fā)現(xiàn)方面的改進。
當眾多科學家，公司和政府急于投資量子技術的新時代時，這一創(chuàng)新浪潮的關鍵部分就是量子傳感器。改善這些設備可能意味著更強大的計算機，更好的疾病檢測器以及科學家甚至無法預測的技術進步。
芝加哥大學分子工程研究所的一項科學研究于10月17日發(fā)表在《自然通訊》上，可能對量子感測和整個量子技術的發(fā)展世界產(chǎn)生令人振奮的啟示。
該研究的作者之一，分子工程學院教授Aashish Clerk說：“我們采用了最近提出的一種想法，以制造更好的光學經(jīng)典傳感器，并詢問相同的想法在量子環(huán)境中是否可行�！� “我們發(fā)現(xiàn)這個想法在量子環(huán)境中并沒有真正起作用，但是另一種與之相關的方法可以為您帶來巨大的優(yōu)勢�！�
在量子設置中，光學傳感器通常受到限制，因為光是由粒子組成的，并且這種離散會導致不可避免的噪聲。但是這項研究揭示了一種克服這種局限性的出乎意料的方法。
“我們認為我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了構建功能強大的量子傳感器的新策略，”科勒克繼續(xù)說道。
定向原則之路
職員和合著者，美國芝加哥大學博士后學者Hoi-Kwan Lau受到最近備受關注的研究的啟發(fā)，這些研究表明了如何顯著增強一種常見的光學傳感技術。“技巧”涉及將系統(tǒng)調整到一個特殊的點，或在一個特定的頻率上將兩種或多種光模式聚集在一起的點。
Lau和Clerk希望了解這種方法是否可以在量子效應很重要的環(huán)境中成功。Clerk解釋說，目標是解決不可避免的“量子”噪聲-與光既具有波狀特征又具有粒子狀特征這一事實相關的波動。
研究發(fā)現(xiàn)例外點技術在量子環(huán)境中無濟于事，但研究仍產(chǎn)生了可喜的結果。
克萊克說：“好消息是，我們發(fā)現(xiàn)了另一種構建功能強大的新型傳感器的方法，該傳感器甚至在量子狀態(tài)下也具有優(yōu)勢�！� “這個想法是建立一個'定向'系統(tǒng)，這意味著光子只能在一個方向上移動。”
這種定向原理是基于光子只能在一個方向上移動的原理，是量子感測技術的全新發(fā)展。
量子感測的新發(fā)展
就實際應用而言，高效的量子傳感器可能會改變游戲規(guī)則。量子系統(tǒng)對微小的環(huán)境變化敏感，因此這些探測器具有強大的潛力。
此外，量子行為的某些陌生方面，例如量子糾纏，可能會使它們變得更強大。量子糾纏甚至對科學家來說也是一個令人費解的現(xiàn)象，它描述了如何將兩個粒子分開很遠的距離，而對一個粒子執(zhí)行的動作卻立即影響另一個粒子。可以利用這種糾纏來使量子傳感器出奇地抵抗某些類型的噪聲。
未來，量子感測的新發(fā)展可能會轉化為各個領域的重大進步。例如，研究中描述的光學傳感器可用于檢測液體中的病毒。它們還可以充當超導量子計算機中量子位的讀取設備。
Clerk解釋說：“我們認為我們的想法有可能在許多這些應用程序中產(chǎn)生重大改進。”
該研究對量子計算的意義特別令人興奮。量子計算機不僅具有極大提高計算速度的潛力，而且還可以解決傳統(tǒng)計算完全不可行的問題。
Lau和Clerk計劃對其增強的傳感技術進行進一步的研究。職員仍然有很多問題：“什么設置了我們的傳感器的速度？它的速度是否有基本限制？它可以用于檢測不一定很小的信號嗎？”
克萊克解釋說，他們最大的希望是激發(fā)其他研究人員建立利用這種新發(fā)現(xiàn)原理的改進量子 傳感器。
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