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量子纠缠将彻底改变传感技术

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  • 2021 年 8 月 10 日

昆士兰大学的研究人员开发出了一种量子显微镜,它可以揭示原本看不见的生物结构。这为其未来在生物技术领域的应用铺平了道路,并且可能远远超出从导航到医学成像的领域。它基于一种称为量子纠缠的科学现象,爱因斯坦将这种效应描述为远距离的幽灵般的相互作用。据昆士兰大学量子光学实验室和 ARC 工程量子系统卓越中心 (EQUS) 的沃里克·鲍恩教授介绍,这是第一个基于纠缠的传感器,其性能超越了现有的最佳技术,这一突破可能会释放各种新技术,从更好的导航系统到更好的 MRI 机器。纠缠被认为是量子革命的核心。研究人员认为,基于纠缠效应的传感器可以取代现有的非量子技术。这是纠缠在传感方面具有范式转变潜力的第一个证据。澳大利亚的量子技术路线图显示,量子传感器将在工程、医疗保健、交通和资源领域掀起新一轮技术创新浪潮。该团队的量子显微镜的主要成就是它能够突破传统光学显微镜的“硬障碍”。

光学显微镜使用的激光比太阳明亮数十亿倍。鲍文教授认为,这是一个重大障碍,因为脆弱的生物系统(如人体细胞)只能在其中存活很短的时间。显微镜中的量子纠缠方法在不破坏细胞的情况下提供了 35% 的清晰度,使科学家能够看到原本看不见的微小生物结构。它的优势显而易见,从更好地了解生命系统到改进诊断技术。

鲍文教授认为,量子纠缠在技术方面具有无限的潜力,它可能会彻底改变计算、通信和传感。几十年前,绝对安全的通信被证明是量子技术绝对优于传统技术的第一个证据。两年前,谷歌也通过比任何可能的传统计算机都更快的计算速度证明了纠缠在计算方面具有绝对优势的第一个证据。