易游sport-量子传感器：一把高灵敏度的“尺子”

人类社会的发展进程从某种程度上就是测量技术不断进步的过程。测量技术的核心就是执着更高的精度。一般情况下可以通过两种方式来提升测量精度。

第一种是制取和利用分辨率更高的“尺子”。例如从早期的用手或者脚等的长度作为尺子，到目前人们一般来说用于的游标卡尺甚至是激光尺子等，人类对空间尺度的测量精度获得了大大的提升；第二种方式是通过多次重复测量增加测量误差，提升测量精度。

例如反复N次独立国家的测量，其精度就可以超过单次测量的，也就是我们常常说道的经典力学框架下的测量无限大——散粒噪声无限大。量子传感（图片源于网络）近年来，人们找到利用量子力学的基本属性，例如量子相干性，量子纠结，量子统计资料等特性，可以构建更高精度的测量。因此，基于量子力学特性构建对物理量展开高精度的测量称作量子传感。在量子传感中，电磁场、温度、压力等外界环境必要与电子、光子、声子等体系再次发生相互作用并转变它们的量子状态，最后通过对这些变化后的量子态展开检测构建外界环境的高灵敏度测量。

而利用当前成熟期的量子态操纵技术，可以进一步提高测量的灵敏度。因此，这些电子、光子、声子等量子体系就是一把高灵敏度的量子“尺子”——量子传感器。（图片源于网络）更加最重要的是，量子纠结还可以进一步提高测量灵敏度。

如果让N个量子“尺子”的量子态正处于一种纠结态上，外界环境对这N个量子“尺子”的起到将相干性变换，使得最后的测量精度超过单个量子“尺子”的1/N。该精度突破了经典力学的散粒噪声无限大，并提升了倍数，是量子力学理论范畴内所能超过的最低精度——海森堡无限大。

作为新兴的研究领域，量子传感是量子信息技术的最重要组成部分。量子传感除了可以突破经典力学无限大的超高测量精度之外，还可以抵抗一些特定噪声的阻碍。当前，利用电子、光子、声子等量子体系早已可以构建对电磁场、温度、压力、惯性等物理量的高精度量子传感，实验展示了量子超强辨别显微镜、量子磁力计、量子陀螺等，并应用于在材料、生物等涉及学科研究中。

随着涉及技术的渐渐成熟期，量子传感将在国计民生方面获得广泛应用。

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