,量子测量,的物理量?

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量子测量,的物理量?

高精度是量子测量的核心优势。比如传统机电式陀螺仪的精度约为10e-6°/h,而量子陀螺的理论精度可达10e-12°/h;又如传统时间同步技术最高精度是100ps,而量子时间同步协议的精度可达到皮秒量级。

小型化和集成化是未来发展的趋势。美国麻省理工学院2019年首次报道了在硅芯片上制造量子传感器,实现对磁场的精密测量,器件结构紧凑,功耗较低,在量子传感器和CMOS技术的结合方面迈出了关键的一步。中科大2019年首次实现50纳米空间分辨率的高精度多功能量子传感,为高空间分辨率非破坏电磁场检测和实用化的量子传感打下了基础,可用于微纳米尺度电磁场及光电子芯片的检测。

对于量子测量的定义,一直存在着争议和疑问。量子测量到底是不是“量子的”?到底什么测量技术可以归属于量子测量?笔者认为,量子测量可以定义为利用量子特性来获得比经典测量系统更高的分辨率或灵敏度的测量技术的总称。量子测量技术应具有两大基本特征:一是操控观测对象是微观粒子系统,二是与待测物理量相互作用导致量子态变化。具备以上两点特征的测量技术都可以纳入量子测量的范畴。

按照对量子特性的应用,量子测量又可以分为三个基本类别,即:基于量子能级、基于量子相干性、基于量子纠缠的三种量子测量技术。三种类别原理差异较大,技术成熟度也不尽相同。

2018年中科大潘建伟教授用什么量子科学实验卫星?

中国科学技术大学潘建伟及其同事彭承志、徐飞虎等利用“墨子号”量子科学实验卫星,在国际上首次实现量子安全时间传递的原理性实验验证,为未来构建安全的卫星导航系统奠定了基础。该成果于2020年5月11日在线发表在国际学术知名期刊《自然·物理》上。

高精度时间传递是日常生活中导航、定位等应用的核心技术。现阶段广泛采用的时间传递技术主要包括卫星导航定位系统时间传递、光纤网络时间传递等方案。近年来,时间传递的安全性得到了广泛关注。各种网络系统,例如计算机网络、金融交易市场、电力能源网络等,都需要统一的时间基准。如果这些系统遭受到恶意攻击,其引起的时间错误将会引起网络崩溃、导航定位错误等重大安全性事故。然而,当前广泛使用的时间传递技术面临着数据篡改、信号欺骗等各种攻击的潜在风险。

量子通信技术为安全时间传递带来了新的解决方案。基于量子不可克隆原理,以单光子量子态为载体的时间传递技术可以从根本上保证信号传输过程的安全性。潘建伟团队首次提出了基于双向自由空间量子密钥分发技术的量子安全时间同步方案。在该方案中,单光子量子态同时作为时间传递和密钥分发的信号载体,进行时间同步和密钥生成。这个过程所生成的密钥用来加密经典时间数据,从而确保时间数据的安全传输。

量子时间是什么?

量子时间一般指空间时间的量子理论。

人类一直在探索中!

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