傳感器(英文名稱:transducer/sensor)是一種檢測(cè)裝置,能感受到被測(cè)量的信息,并能將感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。廣泛應(yīng)用于社會(huì)發(fā)展及人類生活的各個(gè)領(lǐng)域,如工業(yè)自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、航天技術(shù)、軍事工程、機(jī)器人技術(shù)、資源開發(fā)、海洋探測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全保衛(wèi)、醫(yī)療診斷、交通運(yùn)輸、家用電器等
傳感器又與量子技術(shù)密不可分,所謂量子技術(shù)旗艦項(xiàng)目將主攻通信、計(jì)算、傳感和模擬這四個(gè)方面的量子技術(shù),它也會(huì)與基礎(chǔ)科學(xué)整合。隨著新技術(shù)革命的到來,世界開始進(jìn)入信息時(shí)代。在利用信息的過程中,首先要解決的就是要獲取準(zhǔn)確可靠的信息,而傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。介于粒子世界,縱向上要觀察長達(dá)數(shù)十萬年的天體演化,短到s的瞬間反應(yīng)。此外,還出現(xiàn)了對(duì)深化物質(zhì)認(rèn)識(shí)、開拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術(shù)研究,如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強(qiáng)磁場(chǎng)、超弱磁場(chǎng)等等。顯然,要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息,沒有相適應(yīng)的傳感器是不可能的。許多基礎(chǔ)科學(xué)研究的障礙,首先就在于對(duì)象信息的獲取存在困難,而一些新機(jī)理和高靈敏度的檢測(cè)傳感器的出現(xiàn),往往會(huì)導(dǎo)致該領(lǐng)域內(nèi)的突破。一些傳感器的發(fā)展,往往是一些邊緣學(xué)科開發(fā)的先驅(qū)。
中國目前在量子通信領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位,中國使用粒子的量子屬性來研發(fā)供加密使用的共享密鑰,在這一領(lǐng)域申請(qǐng)的專利也最多。2016年8月16日,由中國科學(xué)家自主研制的世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”成功發(fā)射,首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信。這將是跨度最大、史上最安全的通信網(wǎng)絡(luò)。另外,連接北京和上海的2000公里光纖量子保密通信骨干網(wǎng)“京滬干線”也將完成,這是目前世界最長的基于可信中繼的量子通信干線。而美國在量子計(jì)算和超靈敏傳感器方面取得的專利數(shù)量也傲視群雄
由于量子計(jì)算的巨大潛在價(jià)值,歐美各國以及一些大型高科技公司如谷歌、微軟、IBM等都在大力研究,并且隨著中國和美國在量子技術(shù)領(lǐng)域不斷發(fā)力并取得巨大進(jìn)步,歐洲也不甘落后,開始加大在這一領(lǐng)域的投資。歐盟聯(lián)合研究中心的馬蒂諾·特拉瓦格寧說,他和同事對(duì)量子技術(shù)領(lǐng)域申請(qǐng)的專利進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn),盡管歐洲涌現(xiàn)出上述四個(gè)領(lǐng)域最好的一些研究,但其他地區(qū)在量子技術(shù)領(lǐng)域的進(jìn)展和申請(qǐng)的專利數(shù)量同樣不容忽視。
超導(dǎo)量子計(jì)算研究上,中國幾個(gè)研究團(tuán)隊(duì)走在不同的路徑上,并且各國在花大力氣做的就有七八種路徑。中國具有成熟的技術(shù)領(lǐng)域,表現(xiàn)在超導(dǎo)量子系統(tǒng)的可集成性和相干性是非常好的,它的耗電量比經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)小得多,幾乎可以忽略不計(jì)。
中科院院士潘建偉預(yù)計(jì),2020年中國有望研制出50個(gè)左右量子比特的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī),超越目前最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī),實(shí)現(xiàn)"量子稱霸"。
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