科技前瞻

「量子感測技術」伸向挪威  從農田到礦山的全新視野

雖然量子電腦早就獲得業界的廣泛關注,但許多人可能未意識到,量子物理的實際應用領域已經為挪威的企業和工業帶來直接的利益。最近,挪威的工業界和大學在量子物理感測器上的合作日益增多,這不僅為社會創造了雙贏的局面,還為多個領域開啟了新的可能性。

量子物理效應可用於創建超敏感的感測器,例如偵測磁場或地球的結構、運動和引力場的變化。挪威的工業領域可以進行土地和海床的精確測量,提高開採礦物質和其他資源的效率。

透過提供詳細的土壤和礦物性質信息,量子感測器可以幫助減少礦物提取的環境影響。(圖/Colourbox ccBy4.0)

使用量子力學的基本原理,研究人員致力於開發高度敏感的量子感測器。這些新技術的靈敏度可能遠遠超越傳統感測器的限制。這些量子感測器利用物質的波動性來測量物理數據,例如磁場、電場、溫度、壓力甚至是引力波。「原子鐘」就是其中的一個例子,它使用原子的振動頻率來進行極高精確度的時間測量。

量子感測技術有望在導航、醫療成像、礦物探索和農業等領域帶來革命性的變革。在礦物探索方面,量子感測器可以探測到,傳統探測方法難以發現的礦物。此外,這種新型感測器還可以為農民提供有關土壤肥力、農作物健康和水利用的相關詳細信息,從而優化作物生產並減少浪費。

隨著挪威日益注重量子物理感測技術,大型企業開始提供資金支持基礎研究。挪威研究委員會也正在努力獲得必要的資金來資助更多的基礎研究。過去的經驗告訴我們,物理學的基礎研究對於新技術的發現至關重要。例如,19世紀末對電磁波的實驗,為使用無線電波進行長距離通信奠定了基礎。同樣的,這趨勢也體現在如今我們使用的許多核心技術上,它們往往源於數十年前進行的基礎研究。

隨著量子物理學持續發展,讓我們期待挪威能在這一領域取得更多突破,並將其應用於多個實際領域中,為未來的技術創新鋪平道路。相關研究刊登在第602期的《自然》期刊。

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參考論文:
1.Quantum sensing for gravity cartography.Nature


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