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量子通道描述了开放量子系统最普遍的演化过程。作为矢量化量子态上的线性映射，量子通道的自然表示通常是非厄米矩阵。在此我们揭示了量子通道中引人入胜的非厄米物理现象及其应用。首先证明：任何可对角化且具有离散谱的量子通道，由于其特征值要么为实数要么呈复共轭对出现，其自然表示均为伪厄米矩阵。接着提出通过跟踪序列量子通道中特定结果的测量统计量来测量通道谱的通用方法。进一步构建并分析了一类典型量子通道——每个通道均由目标系统的酉通道与探针量子位拉姆齐序列诱导的弱测量通道级联而成。研究表明，此类通道的谱测量可用于解析生成目标系统酉通道的自由哈密顿量。作为实际案例，数值模拟表明探针自旋量子位能精确感知纳米级核磁共振中的核自旋团簇。