在太空中,冷原子传感器则可以通过检测引力波及验证爱因斯坦的理论来实现新的科学突破。当然了,常规性地球遥感观测也可以通过精确重力测量来实现,监测的范包括地下水储量、冰川及冰盖的变化。 在格拉斯哥大学,研究人员的也在创造一种新的变革性的太空技术,即使用MEMS传感器对航天器的高度进行精细控制,这将有助于增强英国小卫星技术在全世界范围内的竞争力。 ? 医疗健康 痴呆病:根据阿尔茨海默病协会估计,全世界每年因痴呆病而造成的经济损失约有5000亿英镑,这一数字还在不断增加。而当前基于患者问卷的诊断形式通常会使治疗手段的选择可能性被严重限制,只有做好早期的诊断和干预才可以有更好的效果。 研究人员正在研究一种称为脑磁图描记术(MEG)的技术可用于早期诊断。但问题是该技术目前需要磁屏蔽室和液氦冷却操作,这使得技术推广变得异常昂贵。而量子磁力仪则可以很好地弥补这方面的缺陷,它灵敏度更高、几乎不需要冷却和与屏蔽,更关键的是它的成本更低。 癌症:一种名为微波断层成像的技术已应用于乳腺癌的早期检测多年,而量子传感器则有助于提高这种技术的灵敏度与显示分辨率。与传统的X光不同,微波成像不会将乳房直接暴露于电离辐射之下。 此外,基于金刚石的量子传感器也使得在原子层级上研究活体细胞内的温度和磁场成为了可能,这为医学研究提供了新的工具。 心脏疾病:心律失常通常被看作是发达国家的第一致死杀手,而该病症的病理特征就是时快时慢的不规则心跳速度。目前正在开发中的磁感应断层摄影技术被视作可以诊断纤维性颤动并研究其形成机制的工具,量子磁力仪的出现会大大提升这一技术的应用效果,在成像临床应用、病患监测和手术规划等方面都会大有益处。
技术前瞻 实验已经证明量子传感器在针对重力、旋转、电场和磁场等方面的灵敏度要远远超过常规技术。而我们现在努力的方向就是使它们更加耐用、便携。 而在量子传感器商业化的过程中,有两点值得注意: ? 在学术界和产业之间保持信息沟通顺畅; ? 通过演示量子传感器如何解决现实世界中的问题,来强化商业供应链并建立市场信心。 这些都是英国国家量子技术计划的目标。从结果来看,该项计划在将基础研究商业化的做法都很成功。然而,考虑到该项技术应用的潜在不稳定性,许多公司都不愿进行完整的产品开发。 而英国政府应该建立起创新中心来测试量子传感器并开展相关的应用开发。一旦成形,这些设施将会为量子服务的开发提供肥沃的土壤,并形成一个深深植根于本区域的商业生态系统。 对工程师进行这些新技术的相关培训也是十分必要的,不仅是为了他们能够与用户和市场开展互动,更重要的是清楚他们所面临的挑战。
当然,引导技术公司在公共项目上展开激烈竞争也十分有效,必要的时候可以将他们推向全球竞争的擂台,胜出者所收获的将是巨额的经济利益。一个典型的例子是量子导航器和量子重力成像器已经引发了美国、中国和欧洲的浓厚兴趣,而类似的方案也可以在交通、医疗和灾害预防等领域开展。 量子计算与模拟 近五十年来,硅芯片上的晶体管数量一直以每两年翻一番的速度增长。这一“增长趋势”就是广为人知的摩尔定律。现如今,一块计算机芯片上已经可以容纳数十亿的晶体管,每个晶体管的尺寸仅相当于100个原子的大小。 摩尔定律的发现如同火箭一样推进了计算效率和IT行业的爆炸性增长。然而,由于芯片上组件的尺寸很难接近于“单个原子”的这一关键性限制,因此摩尔定律这一“迅速增长”的趋势可能无法永远保持下去。随着人们受制于“它”这一原因,传统的计算能力增长将会变慢许多。 (责任编辑:本港台直播) |