中国团队在量子传感技术方面取得了新的突破

由香港大学（港大）电机电子工程系的褚智勤教授、李璨教授和黄毅教授领导的团队，与中国内地和德国的科学家合作，在量子传感技术研究项目中取得了突破性进展，提高了宽场量子传感的速度和分辨率。

研究团队模仿人类视觉系统，设计出全新的神经形态视觉传感器。这种传感器能在光学检测磁共振（ODMR）测量过程中，将荧光强度的变化编码为脉冲，从而大幅压缩数据量并减少延迟。

新型量子传感系统比传统方法更高效，有潜力应用于监测生物系统中的动态过程和其他领域。研究论文已在《Advanced Science》期刊发表，标题为「Widefield Diamond Quantum Sensing with Neuromorphic Vision Sensors」。

「全球研究人员一直在探索如何提高量子传感的测量准确性和时空分辨率。目前的图像传感器以图像帧的形式传输数据到后处理端进行分析，通常传输速度每秒不超过100帧，这显著限制了传感的时间分辨率。处理以图像帧形式呈现的大量数据，一直是开发新型传感系统的重大挑战。该研究就是要突破这个瓶颈。」

传统传感器记录光的强度，而神经形态视觉传感器将光强度变化进一步处理成类似生物视觉系统的「脉冲」，从而大幅提高时间分辨率（至约微秒级）和感测的动态范围（>120 dB）。利用新技术可以捕捉更精细或快速的信号变化，应用于快速变化的动态测量，可测量的光强变化范围更广泛。同时，新方法可以消除多余的静态背景信号，例如在目标跟踪和自动驾驶车辆等图像变化不频繁的场景中，尤其有效。

团队使用现成的事件相机进行实证（off-the-shelf event camera），应用新传感技术测量ODMR共振频率。结果发现，与目前基于帧的最先进技术相比，新技术不仅精度相当，时间分辨率提高了13倍。

事件相机使用事件传感器在场景中发生明显变化时才产生输出，与传统相机按固定的时间间隔连续采集图像帧不同。

团队在金刚石表面涂上金纳米颗粒，然后以激光改变金刚石表面的温度进行探测。研究人员利用新技术，成功监测了金刚石金纳米颗粒表面的温度变化。这是现有方法难以达到的。

杜志远受到导师在量子传感研究的启发，加上自己的研究兴趣是结合传感和计算技术以实现智能化数据处理和分析，促使他和团队其他成员在量子传感领域研究聚焦，开拓新局面。

新研究为开发高精度、低延迟的宽场量子传感提供了全新思路。新技术与新兴的记忆器件集成，未来有机会实现更高智慧的量子传感器。

新方法将为宽场量子传感带来巨大的变革，在可接受的成本范围内，大幅提升传感器的性能表现。

这也使得利用新型的基于记忆的电子突触器件实现近传感器的处理功能，更加接近现实。

这项技术在工业上的潜力需要进一步探索，比如用于研究材料中电流的动态变化以及识别微晶片中的缺陷。