港大工程团队量子传感技术新突破 具潜力应用于监测生物系统中的动态过程

互联网2024-02-21

香港 -Media OutReach Newswire- 2024年2月21日 - 由香港大学(港大) 电机电子工程系褚智勤教授、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的量子传感技术研究项目,在提高宽场量子传感的速度及分辨率取得突破进展。

(左起)黃毅教授、李璨教授、褚智勤教授和杜志远 图片来源:香港大学

研究团队模仿人类视觉系统,设计出崭新的神经形态视觉传感器,传感器能在光学检测磁共振(optically detected magnetic resonance, ODMR)测量过程中,将荧光强度的变化编码为脉冲,从而高度压缩数据量并减少延迟。

新型量子傳感系統比傳統方法更有效率,具潛力應用於監測生物系統中的動態過程和其他領域。研究論文已於期刊《Advanced Science》發表,標題為 "Widefield Diamond Quantum Sensing with Neuromorphic Vision Sensors"。

"全球研究人员一直致力探索如何改进量子传感的测量准确度和时空分辨率。 现时的图像传感器以图像帧的形式把传感的数据传输到后处理端作进一步分析,一般传输速度每秒不超过100 帧,显著局限了传感的时间分辨率。 而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一个重大挑战。 我们的研究便是要突破这一瓶颈。" 论文的第一作者及电机电子工程系在读博士生杜志远说。

传统传感器记录光的强度,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宽广。 同时,新方法可消除多余的静态背景信号,例如对目标跟踪和自动驾驶车辆等图像变化不频繁的场景,尤其有效。

团队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,传感技术不单精准度相约,时间分辨率更提高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,有别于传统相机按固定的时间间隔连续采集图像帧。

团队把金纳米颗粒涂在金刚石表面,然后以激光改变金刚石表面的温度进行探测。 "我们利用新技术,成功监测金刚石金纳米颗粒表面的温度变化。 这是现有方法所难达至的。 "杜说道。

杜志远受到导师在量子传感的研究启发,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。

"我们研究为开发高精度、低延迟的宽场量子传感提供了崭新思路。 新技术与新兴的内存件集成,未来有机会实现更高智能的量子传感器。" 他补充说。

"我们的新方法将为宽场量子传感器带来巨大的变革,在可接受的成本范围下,大幅提升传感器的性能表现。" 褚智勤教授说。

"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。" 李璨教授说。

"这项技术应用在工业上的潜力需进一步探索,比如用于研究材料中电流的动态变化以及识别微芯片中的缺陷。" 黄毅教授说。

文章连結:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202304355

免责声明

本文登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其描述。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。如有稿件内容、版权等问题请联系QQ:211544606

瑞士云端平台 pCloud 推出 11.11 超值优惠

pCloud 于 11 月 3 日至 11 月 17 日期间为亚洲市场推出限时优惠,提供终身储存与加密服务

「澳門銀河」呈献Tatler Off Menu

澳门瞩目年度美食盛典将于亚洲顶级奢华综合度假城,呈献由11位星级名厨及2位调酒大师精心打

科技园公司与东莞市科学技术局及滨海湾合办

签署多项合作协议 深化粤港创科合作香港 -Media OutReach Newswire- 2025年11月5日 - 香港

胡志明市发展股份商业银行(HDBank)九个月

越南胡志明市 - Media OutReach Newswire - 2025年11月5日 - 胡志明市发展股份商业银行(HD

海防可持续工业再添动力 —— Indochina Ka

越南海防 - Media OutReach Newswire - 2025年11月4日– 由英迪中华资本(Indochi

AI驱动增长新范式,生态共赢成品牌进化方向

近日,由新华社品牌工作办公室、新华出版社、凯度集团、HBR中国与牛津大学赛德商学院联合主

2025“越来越好”国际设计大赛终评工作在深

10月31日至11月1日,2025“越来越好”国际设计大赛终评工作在深圳三诺智慧大厦圆满落幕。这

普利生微纳3D打印设备:助力“十五五规划”

“十五五规划”中指出,从量子计算到商业航天,从核聚变到脑机接口,未来五年的科技竞赛已

中国平安MSCI ESG评级提升至最高AAA级,连

10月27日,国际权威指数机构MSCI更新2025年度环境、社会及治理(ESG)评级信息。中国平安凭

香港国际机场时尚购物赏瞩目登场

HKairport Rewards会员享港币 $600现金券 尽享无限时尚购物乐趣香港 -Media OutReach Newsw