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實現更高精度測量 新型可調量子傳感技術獲突破
2025年07月07日 13:44:03
來源：化工儀器網 點擊量：298
近日，丹麥哥本哈根大學尼爾斯·玻爾研究所團隊利用了兩種關鍵技術開發出新型可調量子傳感技術——一種混合量子系統，能幫多種技術實現更高精度的測量，未來有望為醫療、天文、信息等多個領域的技術革新提供堅實的支撐。
近日，丹麥哥本哈根大學尼爾斯·玻爾研究所團隊開發出新型可調量子傳感技術——一種混合量子系統，能幫多種技術實現更高精度的測量。其應用前景廣闊，從探測宇宙中的引力波、監測環境，到生物醫學診斷和成像。相關研究成果發表于《自然》雜志。
量子傳感技術在量子科技中具有重要性，其核心優勢在于超高的靈敏度和分辨率，使其在精密導航、工業測量等領域具有巨大的應用潛力。量子傳感器利用量子物理的特性，如粒子間的“糾纏”和“疊加”狀態，能夠實現超越經典物理的測量，推動科技創新的前沿發展。
此次研究團隊研發的新系統首次實現了大規模糾纏，涉及多光子態與大型原子自旋系統之間的相互作用。這種獨特的技術組合，使系統能夠實現“頻率相關壓縮”，從而動態降低寬頻帶范圍內的量子噪聲。這對于需要高靈敏度的引力波探測以及其他精密傳感技術至關重要。
團隊利用了兩種關鍵技術：“壓縮光”是一種將量子噪聲壓縮至標準量子極限以下的特殊光態，通常可以降低光的振幅或相位噪聲；而“負質量”自旋系統由大量原子自旋組成，具備將噪聲符號從正轉負的能力。當傳感器信號與該系統結合后，能有效抑制量子噪聲。
傳統方法要實現壓縮和噪聲抑制，往往依賴龐大的光學裝置。例如，LIGO和VIRGO引力波探測器就使用了長達300米的光學諧振腔。而新系統可在桌面級設備上實現類似性能，顯著提升了其實用性和部署靈活性。
該突破性成果標志著量子傳感技術邁入全新階段。隨著技術的持續優化與升級，未來有望為醫療、天文、信息等多個領域的技術革新提供堅實的支撐。
素材來源：科技日報
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