约翰·霍普金斯大学 信用:Pixabay/CC0公共域 量子技术有望提高传感技术的能力
虽然量子传感领域在检测非常小的信号方面显示出很大的潜力，但是真正优化这些传感器的能力却受到控制方案复杂性的阻碍
在3月25日发表在《自然伙伴杂志量子信息》上的一篇论文中，马里兰州劳雷尔的约翰·霍普金斯大学应用物理实验室(APL)的一个研究小组解释了他们是如何将量子信息的两种理论工具应用于这些类型的极其敏感的信号检测任务的
他们的研究表明，在抑制背景噪声的同时提高检测信号的灵敏度，将使量子检测器的使用成为可能，即使这种环境噪声相对于感兴趣的信号来说很强
“通过理论进展和在各种平台上令人印象深刻的实验结果，这一领域最近引起了很多兴趣，”美国粒子物理研究所研究和探索发展部的量子科学家、该论文的主要作者帕拉伊·蒂图姆说
“我们的结果可以在各种量子计算和量子传感平台上轻松实现，例如超导量子位、NV-diamonds和碳化硅
" 作者将滤波函数和最佳量子控制理论应用到量子比特传感器的使用案例中，反映了信号检测理论中的一个经典问题:用可控量子传感器从背景噪声中最佳检测已知信号
当背景噪声为白色时，研究小组获得了对最优控制协议的分析洞察力
“这被证明是无处不在的自旋锁定控制方案，”泰图姆说
“更一般地说，我们开发了一种用于任意信号和背景噪声的简单数值技术
这类似于众所周知的匹配滤波方案，它是经典信号处理中使用的最佳方法
杀伤人员地雷小组已经计划在实验环境中探索这种探测真实信号的方案
他们计划探索的另一个有前途的理论途径是，与经典传感器相比，使用量子纠缠来提高探测的可能性
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