Cảm biến lượng tử là gì?
Thế giới hiện đại phụ thuộc rất nhiều vào cảm biến để đo thời gian, gia tốc, vòng quay, nhiệt độ, từ trường, điện trường, trường hấp dẫn, v.v. Nhiều cảm biến chính xác nhất hiện nay được thiết kế chuyên nghiệp dựa trên các nguyên tắc vật lý cổ điển. Cảm biến lượng tử nhằm mục đích cải thiện hiệu suất của nhiều cảm biến hiện đại bằng cách tận dụng vật lý lượng tử. Các cảm biến lượng tử này hoạt động ở cấp độ nguyên tử cho phép độ nhạy và độ chính xác cao hơn trong một số ứng dụng:
- Nghiên cứu vật lý cơ bản
- Đo lường
- Hàng không vũ trụ và quốc phòng
- Khoa học vật liệu
- Khoa học đời sống
Các trường hợp sử dụng cảm biến lượng tử
Cảm biến lượng tử có nhiều trường hợp sử dụng khác nhau, nhưng tất cả chúng đều yêu cầu các công cụ R&D và giải pháp đo lường hiện đại.
Trung tâm tuyển dụng nitơ
Trung tâm trống nitơ (NV Center) là một cảm biến lượng tử có thể đo từ trường hoặc điện trường cho các ứng dụng trong hàng không vũ trụ và quốc phòng cũng như y sinh. Điều này được thực hiện bằng cách kích thích một nguyên tử nitơ bên cạnh một vị trí trống trong mạng tinh thể, và sau đó thực hiện đọc quang học bằng thiết bị kiểm tra và đo lường.
Nguyên tử Rydberg
Một ví dụ khác là cảm biến nguyên tử Rydberg. Nó được sử dụng để phát hiện điện trường trên dải tần số rộng từ DC - THz. Những máy thu lượng tử này có độ nhạy cao, khiến chúng trở thành một cảm biến tuyệt vời trong công nghệ này.
Máy dò photon
Máy dò photon đơn là thành phần cốt lõi của nhiều công nghệ cảm biến lượng tử. Những máy thu cực kỳ nhạy này có thể phát hiện mức năng lượng quang tử tương đương với mức năng lượng của một photon đơn.
