美国国家科学基金会拨款108万美元以支持量子传感器网络技术研发

产业资讯 QuantumWire 2026-02-27 17:15
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2026年2月19日——美国石溪大学计算机科学系的研究人员正牵头开展一项由美国国家科学基金会108万美元资助的科研项目,与加州大学洛杉矶分校和纽约市立大学的科研团队共同合作。该项目旨在探测当前技术难以捕捉的微弱信号——从实现不依赖GPS的导航到监测当前被忽视的物理世界变化。

为捕捉这些微弱信号,研究人员采用量子传感器:这类设备利用量子物理原理实现对磁场、重力或时间等物理量的极高精度测量。当前挑战在于,现有量子传感器通常独立工作,而实际应用需要将分散在大范围内的传感器组网协同工作。

这正是量子传感器网络的用武之地。通过信息共享(有时借助名为“量子纠缠”的特殊连接),多个传感器能像单个“超级传感器”那样协同工作,探测单个传感器可能遗漏的微弱信号。

该项目致力于开发协调和优化分布式量子传感器阵列的核心方法与工具——从选择最佳共享量子“初始状态”和测量策略,到在非理想硬件和噪声链路上运行必要量子电路。

项目首席研究员Himanshu Gupta教授表示:“若成功实施,世界将获得新型感知基础设施:能以更高精度探测和定位磁力、重力或时间变化等极微弱信号的网络。这可能实现不依赖GPS的可靠导航、自然与建筑环境的早期预警监测,以及当前难以实现的医疗/工业测量新能力。”

该资助项目使计算机科学深度融入量子传感领域——不仅研制设备,更需开发使量子传感器网络实用化的算法、优化方法、软件框架和系统级评估工具。

除Gupta教授外,石溪大学团队还包括将参与多模块研发并协助开发量子传感器网络演绎编程框架的C.R. Ramakrishnan教授,以及来自物理与天文系、提供量子物理专业支持并协助建设小型量子传感器网络测试平台的Eden Figueroa副教授。

量子传感器网络本质上是跨学科、跨机构的:需要物理与电子工程领域的测试平台及硬件专长、国家实验室等实际应用场景设施,以及工业界的部署平台。该项目汇聚多机构专长,加州大学洛杉矶分校合作者贡献传感器设计与仿真能力,纽约市立大学研究人员专注优化量子传感器初始状态。石溪大学研究生也将参与这项横跨计算机科学、物理与工程的前沿研究。

无论是无GPS导航、环境微变化监测,还是实现新型精密测量,这项工作预示着传感器告别单打独斗的未来。它们将悄然而精确地协同工作,揭示那些始终存在、但迄今无法探测的信号。