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

「澳門銀河」国际级文娱盛宴 华丽挥别2025

澳门特别行政区 -Media OutReach Newswire- 2026年1月6日 - 在告别2025年,展望2026年之际

莆田秀屿南日岛推出“我在南日岛有片海”认

新华丝路福州1月4日电(李昊)“小鲍鱼”撬动“大共富”。1月3日,在福建莆田市秀屿区南日

香港会计师公会欢迎会财局就香港可持续核证

香港 -Media OutReach Newswire- 2026年1月5日 -香港会计师公会(公会)欢迎会计及财务汇报

专家学者共绘福建南日岛共同富裕新图景

新华社客户端福州1月4日电(李昊)1月3日上午,莆田市秀屿区南日岛共同富裕发展促进会成立

向海问路,踏浪共富!福建南日岛共同富裕发

1月3日,福建省秀屿区南日岛共同富裕发展促进会(以下简称“促进会”)成立大会在莆田秀屿

全国首个!中国平安旗下居家养老管家服务获

近日,中国平安旗下平安居家养老管家服务通过中国质量认证中心(CQC)权威评价,成为全国率

BTL 香港携同300 位医生与钟嘉欣汇聚 2025

香港 -Media OutReach Newswire- 2026 年 1月 2 日 - 以“Mindful Beauty”为主题的 BTL 区

A Diamond is Forever 携手连卡佛呈献 "恒

香港 -Media OutReach Newswire- 2026年1月2日 - A Diamond is Forever携手亚洲顶级奢侈品

不只诗和远方!奉节把乡村振兴写成了可触摸

夔门雄峙藏诗韵,橙香遍野绘新篇。为深入贯彻落实习近平总书记关于“三农”工作的重要论述

安哥拉政府就纳米贝走廊管理项目启动国际公

安哥拉罗安达 - EQS Newswire - 2025年12月31日 - 安哥拉共和国交通部(www.MinTrans.gov.a