最近的电影《蚁人》（Ant-Man）将量子技术表现得淋漓尽致，但量子科学的未来比虚构的更加光明。量子传感器这一应用已经成为我们世界上一些最重要系统和技术的基础，全球定位系统（GPS）和磁共振成像（MRI）扫描仪就是最好的例子。

量子传感器和量子人工智能仅仅是个开始：现在，机器人也在接受量子传感器的治疗。量子传感器将为机器人的工作方式以及我们如何将它们应用于 21 世纪的重要挑战提供超级动力。

量子传感器为何意义重大？

现代技术中充满了测量热、光、运动、压力或物理环境其他方面的传感器。量子传感器增添了新的内容。它们利用粒子在原子尺度上行为的量子特性来探测引力场、电场或磁场中的微小运动或变化。

由于量子传感器在如此小的尺度上工作，因此它们可以极其精确地测量光或其他可观测现象。这也意味着它们可以提供高度精确和稳定的测量，因为它们测量的是原子结构或原子粒子自旋等永不改变的特性。

这种准确性和可靠性使量子传感器非常有用。通过检测重要的频率并跟踪心脏和大脑或脊髓和大脑之间的相互作用，他们可以使人体扫描技术比当今的核磁共振成像技术更加强大。世界各国政府也对量子传感感兴趣，因为它具有以下好处：想象一下能够检测当前的隐形机械或无需卫星即可进行通信。

噪声数据的挑战

不过，值得一提的是，有时如此精确和敏感可能并没有多大用处。这是因为它会导致数据中产生大量噪音。噪声数据是一个挑战，像我们的安永量子数据科学团队这样的团队正在通过实施人工智能来从噪声中分离出见解来应对。

事实上，将量子传感与其他技术相结合是一种具有巨大潜力的策略。量子传感和机器人技术就是一个很好的例子。大多数量子传感器的尺寸很小，加上它们的高灵敏度，已经导致它们被用作机械臂光纤电缆中的触觉传感元件——通过检测有关压力、振动、温度或压力的精确信息来帮助机械臂感知其环境。质地。

这种强大组合的其他潜在应用也正在出现。例如，我们开始看到量子传感器与移动机器人相结合。传感器检测到的环境信息（例如温度或磁场的微小变化）可以使机器人做出更精确的运动和决策，并为其他目的收集有价值的数据。

移动机器人是出色的量子传感器运输机

我们自己测试了这一点，将量子传感器连接到 Spot，这是一款设计用于移动和收集数据的四足机器人。我们测试的量子传感器旨在测量影响植物生长的光类型，称为光合有效辐射（PAR）。更准确地说，传感器测量某个时间点特定位置的光合活跃光子数量，以了解该位置的植物将接收多少 PAR。

由于该传感器在水下和地下的人工照明温室等环境中坚固可靠，因此将其连接到 Spot 等移动机器人在农业中具有宝贵的潜力，在农业中，监测和管理光线至关重要。它还可以帮助模拟新兴的大规模生物生态系统，例如沙漠中的种植园或地下农场，以帮助利用它们解决全球粮食安全问题。

我们已经看到了这一领域的开创性研究，例如卡塔尔的一个项目，研究番茄等对光非常敏感的温室植物的最佳生长策略，该项目旨在促进该国粮食安全重点关注本地种植而不是进口农产品。

量子传感器与移动机器人配对的巨大潜力

为了进行简单的概念验证，我们使用标准 GoPro 安装座将传感器连接到 Spot，并对机器人进行编程，使其在我们的办公室花园中移动，以便传感器可以进行光测量。我们的第一个发现是，不幸的是，丹麦的冬季对我们的植物来说“不是最佳的”！

我们的第二个目标是亲眼目睹为什么将量子传感器与移动机器人配对具有如此大的潜力。我们看到了对 Spot 进行编程以随着时间的推移定期测量花园周围的能力的特殊价值。

除了 Spot 等安装在机器人上的 PAR 传感器的农业用途之外，带有量子重力传感器的机器人还可以改变我们绘制地下结构地图的能力。通过更精确地测量重力场的差异，这些传感器可以通过更准确地绘制隧道、洞穴或天坑来帮助降低施工风险，并帮助环境科学家建模和预测岩浆流或地下水位的模式，以管理喷发和洪水风险。