【儀商網(wǎng)-儀器儀表科技】近期提及量子技術(shù)，人們往往會(huì)立刻想到復(fù)雜的新型量子計(jì)算機(jī)。大眾媒體可能仍將更多關(guān)注量子計(jì)算，但是，相對(duì)來(lái)說(shuō)鮮為人知的量子傳感，它的應(yīng)用領(lǐng)域更廣，并正快速走向市場(chǎng)。
量子傳感覆蓋了運(yùn)動(dòng)傳感（包括加速度、旋轉(zhuǎn)和重力）、電場(chǎng)、磁場(chǎng)以及成像應(yīng)用。量子傳感的優(yōu)勢(shì)包括：
■ 覆蓋廣闊頻率非常精確地測(cè)量電場(chǎng)和磁場(chǎng)。
■ 根據(jù)原子性質(zhì)測(cè)量物理量，因此不會(huì)出現(xiàn)漂移且無(wú)需校準(zhǔn)。
■ 使用量子糾纏來(lái)提高靈敏度或精度。
利用量子傳感，可能很快就能實(shí)現(xiàn)完美的水下導(dǎo)航，感知重力變化從而揭示潛在的火山活動(dòng)、氣候變化以及地震，行動(dòng)間監(jiān)視大腦活動(dòng)，甚至“觀(guān)測(cè)”轉(zhuǎn)角后方的區(qū)域。在我們的日常生活中，量子傳感可以確保穩(wěn)定而精確的導(dǎo)航，增強(qiáng)醫(yī)學(xué)成像，還能告訴我們腳下的地底有什么。
現(xiàn)代數(shù)字生活的核心前提之一，是時(shí)間和位置數(shù)據(jù)的持續(xù)可用性。微小的中斷可能會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)后果，除了汽車(chē)駕駛之外，可靠的導(dǎo)航還是航空航天、漁業(yè)、供應(yīng)鏈、緊急服務(wù)甚至股票市場(chǎng)的核心。
不過(guò)，目前的導(dǎo)航系統(tǒng)主要依賴(lài)于GPS系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于非常容易被干擾或誤導(dǎo)的無(wú)線(xiàn)電接收機(jī)。事實(shí)上，只要具備一定的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，人們就可以利用市售的硬件搭建一套偽造GPS信號(hào)的系統(tǒng)。
而量子導(dǎo)航系統(tǒng)使用的信號(hào)很難偽造，因?yàn)樗鼈兓谧匀坏幕咎匦?。從而可以?gòu)建更加安全的系統(tǒng)，防止發(fā)生意外、故障或惡意攻擊。
目前，利用磁共振成像（MRI）掃描儀可以生成大腦的3D模型，醫(yī)生可以用來(lái)診斷、監(jiān)測(cè)和治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病以及其它身體創(chuàng)傷。但這類(lèi)系統(tǒng)非常昂貴、龐大且有噪聲，并且，通常需要患者保持完全靜止的狀態(tài)。
采用量子傳感技術(shù)，可使更小巧的便攜式醫(yī)療成像系統(tǒng)成為可能。甚至有可能創(chuàng)建一種可以在患者日常生活中監(jiān)控其大腦磁場(chǎng)的系統(tǒng)。這將為臨床醫(yī)生提供更多、更有價(jià)值的數(shù)據(jù)，同時(shí)減輕患者的壓力。
量子傳感其它激動(dòng)人心的應(yīng)用還包括自動(dòng)駕駛，因?yàn)槟承┝孔觽鞲衅骺梢浴翱吹健鞭D(zhuǎn)角后方的區(qū)域，當(dāng)然還包括國(guó)防應(yīng)用，極其靈敏的量子磁傳感系統(tǒng)可以探測(cè)潛艇等水下物體。
石油、天然氣和采礦業(yè)需要知道這些原材料的準(zhǔn)確位置；能源和公用事業(yè)公司需要知道他們的管道在哪里；國(guó)防和執(zhí)法部門(mén)則常常需要勘探隧道；考古學(xué)家也希望可以得到遺失多年建筑物的完整圖片。這些需求顯而易見(jiàn)，但并不容易實(shí)現(xiàn)。探地雷達(dá)等技術(shù)是很不錯(cuò)，但還沒(méi)有達(dá)到令我們滿(mǎn)意的程度。
利用冷原子系統(tǒng)的量子傳感可以通過(guò)測(cè)繪局部重力觀(guān)測(cè)地下數(shù)十米的深度?？蒲袡C(jī)構(gòu)現(xiàn)在開(kāi)發(fā)的地面系統(tǒng)已經(jīng)接近所需要的精度，最終，它們可以由無(wú)人機(jī)攜帶進(jìn)行飛行探測(cè)，實(shí)現(xiàn)快速地下勘探，這對(duì)于各個(gè)行業(yè)都非常有用，還可以改善導(dǎo)航。
目前，這些系統(tǒng)通?；诎嘿F的光學(xué)組件，因而非常龐大、復(fù)雜且仍處于實(shí)驗(yàn)階段。但這一切正在改變。近期的一項(xiàng)“創(chuàng)新英國(guó)”計(jì)劃，創(chuàng)建了一款世界上最小的量子導(dǎo)航原型系統(tǒng)。隨著相關(guān)組件的商品化和集成化，第二代和第三代量子導(dǎo)航系統(tǒng)預(yù)計(jì)將進(jìn)一步縮小尺寸。
英國(guó)格拉斯哥大學(xué)引力研究所的研究人員利用微米和納米技術(shù)在硅晶圓上制造了一款微型量子重力儀
這意味著量子傳感器將在3~5年內(nèi)開(kāi)始在某些細(xì)分的醫(yī)療和國(guó)防應(yīng)用中投入市場(chǎng)。在這個(gè)日益依賴(lài)傳感器和傳感技術(shù)的時(shí)代，它們有潛力提供重要的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
各種傳感器相關(guān)的開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)或商業(yè)組織需要把握量子傳感技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，更有前瞻性更有實(shí)力的機(jī)構(gòu)，可以率先嘗試?yán)眠@種新技術(shù)感知我們周?chē)氖澜纭?/span>
