近年來，人們發(fā)現(xiàn)利用量子力學(xué)的基本屬性，如量子相關(guān)、量子糾纏、量子統(tǒng)計(jì)等，可以實(shí)現(xiàn)更高精度的測量。因此，基于量子力學(xué)特性實(shí)現(xiàn)物理量的高精度測量稱為量子傳感。在量子傳感中，電磁場、溫度、壓力等外部環(huán)境直接與電子、光子、聲子等系統(tǒng)相互作用，改變其量子狀態(tài)，最終通過檢測這些變化的量子狀態(tài)來測量外部環(huán)境的高靈敏度。利用目前成熟的量子態(tài)控制技術(shù)，可以進(jìn)一步提高測量靈敏度。因此，這些電子、光子、聲子等量子系統(tǒng)是高靈敏度的量子尺子——量子傳感器。可從兩個(gè)方面定義所謂的量子傳感器：

(1)利用量子效應(yīng)，根據(jù)相應(yīng)的量子算法設(shè)計(jì)的物理裝置，用于執(zhí)行轉(zhuǎn)換功能；

(2)為了滿足被測變換元件的需要，有些部分細(xì)小到必須考慮其量子效應(yīng)。無論從哪個(gè)方面來定義，量子傳感器都必須遵循量子力學(xué)規(guī)律。可以說，量子傳感器是根據(jù)量子力學(xué)規(guī)律，利用量子效應(yīng)設(shè)計(jì)的物理裝置，用于改變系統(tǒng)的測量。例如，量子雷達(dá)技術(shù)采用了量子糾纏原理。根據(jù)物理學(xué)家SethLloyd的理論方案，該過程包括將一系列糾纏光子的一半從一個(gè)物體上彈回，然后將返回的光子與被阻擋的光子進(jìn)行比較。這樣做的目的是區(qū)分最初的輻射和強(qiáng)噪聲源，發(fā)現(xiàn)隱形飛機(jī)等普通雷達(dá)無法檢測到的物體，隱藏雷達(dá)操作員。

和蓬勃發(fā)展的生物傳感器一樣，量子傳感器應(yīng)該由產(chǎn)生信號(hào)的敏感元件和處理信號(hào)的輔助儀器組成，其中敏感元件是傳感器的核心，利用量子效應(yīng)。量子傳感器的特性。

傳感器的性能質(zhì)量主要從精度、穩(wěn)定性和靈敏度來評(píng)價(jià)。結(jié)合量子傳感器的特點(diǎn)，可以從以下幾個(gè)方面考慮量子傳感器的性能:

(1)非破壞性：

在量子控制中，由于測量可能導(dǎo)致被測系統(tǒng)的波函數(shù)約化，傳感器也可能導(dǎo)致系統(tǒng)狀態(tài)的變化，因此在測量中應(yīng)充分考慮量子傳感器與系統(tǒng)的相互作用。由于量子控制中的狀態(tài)檢測與經(jīng)典控制中的狀態(tài)檢測有本質(zhì)區(qū)別，測量可能引起的狀態(tài)波函數(shù)約化過程暗示狀態(tài)的測量已經(jīng)破壞了狀態(tài)本身。因此，非破壞性是量子傳感器應(yīng)該考慮的重點(diǎn)方面之一。在實(shí)際測試中，可以考慮將量子傳感器作為系統(tǒng)的一部分，或者作為系統(tǒng)的擾動(dòng)，將傳感器與被測對(duì)象相互作用的哈密頓考慮到整個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)的演變；

(2)實(shí)時(shí)性：

根據(jù)量子控制中測量的特點(diǎn)，特別是狀態(tài)演化的快速性，實(shí)時(shí)性成為量子傳感器質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。實(shí)時(shí)性要求量子傳感器的測量結(jié)果能更好地與被測對(duì)象的當(dāng)前狀態(tài)一致，必要時(shí)能跟蹤被測對(duì)象的量子態(tài)進(jìn)化。設(shè)計(jì)量子傳感器時(shí)，應(yīng)考慮如何解決測量滯后問題；

(3)靈敏度：

由于量子傳感器的主要功能是實(shí)現(xiàn)測量微觀對(duì)象的轉(zhuǎn)換，要求對(duì)象的微小變化也能被捕捉到。因此，在設(shè)計(jì)量子傳感器時(shí)，應(yīng)考慮其靈敏度能夠滿足實(shí)際要求；

(4)穩(wěn)定性：

在量子控制中，被控對(duì)象的狀態(tài)容易受到環(huán)境的影響。量子傳感器在檢測對(duì)象的量子態(tài)時(shí)，也可能導(dǎo)致對(duì)象或傳感器本身的狀態(tài)不穩(wěn)定。解決辦法是引入環(huán)境工程思路，考慮使用冷卻套和低溫保持器進(jìn)行保護(hù)；

(5)多功能：

量子系統(tǒng)本身就是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)之間或傳感器與系統(tǒng)之間都容易相互作用。在實(shí)際應(yīng)用中，總是期望減少人為影響和多步測量帶來的滯后問題。因此，更多的功能，如采樣、處理和測量，可以集成在同一個(gè)量子傳感器上，并將合適的智能控制算法集成到其中，設(shè)計(jì)出智能多功能量子傳感器。量子傳感器具有許多經(jīng)典傳感器所不具備的性質(zhì)。在設(shè)計(jì)量子傳感器時(shí)，應(yīng)從非破壞性、實(shí)時(shí)性、靈敏性、穩(wěn)定性和多功能性等方面評(píng)估量子傳感器的性能。

深圳市力準(zhǔn)傳感技術(shù)有限公司是力傳感器、稱重測力傳感器的專業(yè)制造商，也是集生產(chǎn)、銷售、售后為一體的綜合性技術(shù)創(chuàng)新企業(yè)。主要生產(chǎn)有千余款產(chǎn)品。稱重范圍小到幾克，大到1000多噸；有適用于各種惡劣環(huán)境的高、中、低溫傳感器和高防護(hù)等級(jí)傳感器。

免責(zé)聲明：本文部分內(nèi)容源于網(wǎng)絡(luò)，旨在傳遞和分享更多信息，如有侵犯您的權(quán)利，請(qǐng)聯(lián)系我們刪除。