纠缠增强传感技术为先进量子传感器的研发和进步打下了基础

纠缠增强传感技术为先进量子传感器的研发和进步打下了基础因斯布鲁克物理学家将链中的所有粒子相互纠缠，产生了所谓的挤压量子态。资料来源：StevenBurrows和雷伊小组/JILA现在，由克里斯蒂安-罗斯（ChristianRoos）领导的因斯布鲁克大学和奥地利科学院量子光学与量子信息研究所（IQOQI）的科学家们展示了如何利用产生纠缠的特殊方法来进一步提高光学原子钟功能不可或缺的测量精度。"量子系统的观测总是受到一定统计不确定性的影响。"ChristianRoos团队的JohannesFranke解释说："这是量子世界的本质决定的。"纠缠可以帮助我们减少这些误差"。在美国博尔德JILA理论家安娜-玛丽亚-雷伊的支持下，因斯布鲁克的物理学家们在实验室里对纠缠粒子集合的测量精度进行了测试。研究人员使用激光来调节排列在真空室中的离子之间的相互作用，并将它们纠缠在一起。"相邻粒子之间的相互作用会随着粒子间距离的增加而减弱。因此，我们利用自旋交换相互作用，让系统表现得更有集体性，"因斯布鲁克大学理论物理系的拉斐尔-考布吕格尔解释说。因此，链中的所有粒子都相互纠缠，产生了所谓的挤压量子态。物理学家以此证明，通过将51个离子与单个粒子纠缠在一起，测量误差大约可以减半。在此之前，纠缠增强传感主要依赖于无限的相互作用，这就限制了它只适用于某些量子平台。"因斯布鲁克量子物理学家通过实验证明，量子纠缠使传感器更加灵敏。"克里斯蒂安-罗斯说："我们在实验中使用了一种光学转变，原子钟也采用了这种转变。这项技术可以改善目前使用原子钟的领域，如卫星导航或数据传输。此外，这些先进的时钟还能为寻找暗物质或确定基本常数的时间变化等研究提供新的可能性。"克里斯蒂安-罗斯和他的团队现在希望在二维离子群中测试这种新方法。目前的研究成果发表在《自然》（Nature）杂志上。在同一期杂志上，研究人员利用中性原子发表了非常相似的结果。在因斯布鲁克进行的研究得到了奥地利科学基金FWF和奥地利蒂罗尔工业联合会等机构的资助。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380631.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380631.htm

科学家研发出旨在帮助农民节约宝贵水资源的高科技土壤传感器

科学家研发出旨在帮助农民节约宝贵水资源的高科技土壤传感器其底端的湿度感应元件被一层被称为金属有机框架（MOF）的合成材料薄膜所覆盖。此前，MOF被用于水过滤器、碳捕获介质和疫苗等应用中，它有一个开放的笼状内部微结构，使它们能够吸收某些类型的分子。虽然KAUST团队尝试了各种MOF，但发现其中一种--称为Cr-soc-MOF-1--对水有特殊的亲和力，能在液体中捕获其自身重量的两倍。科学家们在一个廉价的电极微型传感器上涂上一层该材料的薄膜，然后将该传感器插入潮湿的土壤中。当薄膜开始从土壤中吸水时，水就取代了MOF中的一些空气，按比例改变其电容量。这种变化可以被微型传感器检测到，从而提供一个关于土壤湿度的电子读数。该装置被发现可以在黄土和粘土样本中工作，在后者中表现出大约8分钟的响应时间。现在的计划是利用该设备的更便携版本对该技术进行实际的现场测试。Salama教授说："我们预计基于MOF的土壤湿度传感器将推动下一代土壤湿度传感器技术，提供自动化和精确的灌溉系统。"关于这项研究的论文最近发表在ACS应用材料与界面杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348513.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348513.htm

科研人员研发出可注射超凝胶超声传感器

科研人员研发出可注射超凝胶超声传感器一颗芝麻大小的传感器被注射到人体内后，就能及时、精确地把生理参数“告诉”医生。这是我国科研人员最新研发的可注射超凝胶超声传感器。相关研究成果日前以“面向颅内生理监测的可注射超声传感器”为题，发表在国际学术期刊《自然》上。据介绍，这款传感器由华中科技大学集成电路学院、武汉光电国家研究中心臧剑锋教授团队和华中科技大学同济医学院附属协和医院姜晓兵教授团队联合研发。“未来，这种传感器还可应用于人体其他部位，有望为临床智能诊疗带来全新的技术范式。”臧剑锋介绍，与现有商业化有线监测设备相比，可注射超凝胶超声传感器在安全、能耗、无热效应等方面有明显优势。（新华社）