การตรวจจับควอนตัมคืออะไร?

โลกสมัยใหม่พึ่งพาเซ็นเซอร์เป็นอย่างมากในการวัดเวลา ความเร่ง การหมุน อุณหภูมิ สนามแม่เหล็ก สนามไฟฟ้า สนามโน้มถ่วง และอื่นๆ เซ็นเซอร์ที่แม่นยําที่สุดในปัจจุบันจํานวนมากได้รับการออกแบบอย่างเชี่ยวชาญตามหลักการฟิสิกส์คลาสสิก เซ็นเซอร์ควอนตัมมีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์สมัยใหม่จํานวนมากโดยใช้ประโยชน์จากฟิสิกส์ควอนตัม เซ็นเซอร์ควอนตัมเหล่านี้ทํางานในระดับอะตอมทําให้มีความไวและความแม่นยํามากขึ้นในการใช้งานหลายอย่าง:

• การวิจัยฟิสิกส์พื้นฐาน
• มาตรวิทยา
• การบินและอวกาศและการป้องกันประเทศ
• วัสดุศาสตร์
• วิทยาศาสตร์เพื่อชีวิต

กรณีการใช้งานการตรวจจับควอนตัม

การตรวจจับควอนตัมมีกรณีการใช้งานที่แตกต่างกันมากมาย แต่ทั้งหมดต้องใช้เครื่องมือ R&D และโซลูชันการวัดที่ล้ําสมัย

ศูนย์ไนโตรเจน-ตําแหน่งงานว่าง

ศูนย์ว่างไนโตรเจน (NV Center) เป็นเซ็นเซอร์ควอนตัมที่สามารถวัดสนามแม่เหล็กหรือสนามไฟฟ้าสําหรับการใช้งานในด้านการบินและอวกาศและการป้องกันประเทศตลอดจนชีวการแพทย์ สิ่งนี้ทําโดยการกระตุ้นอะตอมของไนโตรเจนถัดจากพื้นที่ว่างในตาข่ายคริสตัล จากนั้นทําการอ่านค่าด้วยแสงด้วยอุปกรณ์ทดสอบและการวัด

ริดเบิร์กอะตอม

อีกตัวอย่างหนึ่งคือเซ็นเซอร์อะตอมของริดเบิร์ก ใช้สําหรับตรวจจับสนามไฟฟ้าในช่วงความถี่กว้างตั้งแต่ DC – THz เครื่องรับควอนตัมเหล่านี้มีความไวสูง ทําให้เป็นเซ็นเซอร์ที่ยอดเยี่ยมในเทคโนโลยีนี้

เครื่องตรวจจับโฟตอน

เครื่องตรวจจับโฟตอนเดี่ยวเป็นองค์ประกอบหลักของเทคโนโลยีการตรวจจับควอนตัมจํานวนมาก เครื่องรับที่มีความไวอย่างไม่น่าเชื่อเหล่านี้สามารถตรวจจับระดับพลังงานโฟโตนิกเทียบเท่ากับโฟตอนเดี่ยว