据官网2025年1月7日报道,美国政府问责局(GAO)发布《科技聚焦:量子传感器》报告,简要概述量子传感器的重要性、发展方向、发展挑战和发展政策问题[1]。
在重要性方面,精确测量可以支持医学、国防和科学研究的重大改进。量子传感器是量子技术中最成熟的形式,但一些传感器需要进一步提高可靠性和成本效益。自20世纪中叶以来,商业化的量子传感器包括磁共振成像(MRI)和用于GPS的原子钟。在下一个十年,进一步的研究突破可能会产生广泛的影响。例如,可以测量重力的原子干涉仪可用于绘制矿床和火山活动图,其他传感器可用于探测暗物质或监测量子计算机行为。
在发展机遇方面,量子传感器在国防和导航(时间和位置的测量、军用隐性技术探测)、远程检测(在钻井前检测地下矿床、石油或地下水)和医疗健康(对大脑活动进行成像以及确定蛋白质结构的新方法)方面具有巨大的发展潜力。
量子传感器的发展还面临以下挑战:(1)技术转让:公共、学术和私营部门的研究人员和公司之间需要进一步协调,从而将量子传感器从原型发展为商业上可行的设备;(2)劳动力:量子传感器的研究和应用需要跨学科的劳动力,涉及生物学、计算机科学和国防等领域具有专业知识的量子科学家和工程师;(3)组件的可用性:部分量子传感器需要紧凑型激光器或其他组件,但这些组件受到制造能力或专用材料获取能力的限制,例如,“量子级”金刚石可以帮助绘制独特详细的磁场图,但美国缺乏可靠的来源。
此外,报告还提出美国国会正在考虑重新授权《国家量子倡议法案》,并继续支持量子研究和应用(包括量子传感器)。在政策制定中,需要考虑两个问题:(1)哪些行动可以帮助确保劳动力和制造业能够充分支持美国在量子传感器方面的竞争力?(2)反隐形技术等应用对国家安全有何影响?
[1] https://www.gao.gov/products/gao-25-107876