量子磁力計：捕捉磁場的「量子耳語」與物理學極限突破

量子磁力計憑藉量子物理的奇異特性，能偵測到極其微弱的磁場變化。這種裝置利用量子粒子的離散性與相干性（包括量子糾纏），使其效能遠超傳統感測器。但究竟它們的靈敏度能達到何種境界？又該如何定義「量子感測器」的本質？

北京大學郭弘教授團隊的最新研究，從靈敏度評估方法切入，為這兩大核心問題提供突破性觀點。靈敏度代表感測器在特定時間內能偵測到的最小磁場變化，是量子磁力計的關鍵效能指標。

研究團隊系統性比較三種評估量子磁力計靈敏度極限的方法：噪訊分析、量子引數估算與能量解析極限。結果顯示這些方法雖視角不同，卻共享相同物理基礎——包括測不準原理、統計估算理論與資訊熱力學。

量子磁力計之所以能實現超高靈敏度，關鍵在於量子粒子特有的行為模式。這種優勢使其在基礎物理研究、非侵入式醫學診斷與遙感探測等領域大放異彩。研究更深入剖析量子磁力計極限與其量子特性間的關聯，為判別感測器的「量子本質」建立理論基礎。

這項研究不僅推進量子磁測技術的理論發展，更為實驗最佳化提供明確方向。相關成果已發表於《國家科學評論》，將加速量子感測技術的實際應用程序。

參考文獻：雷立偉、吳騰、郭弘，《量子磁感測的靈敏度研究》，2025年4月4日，DOI:10.1093/nsr/nwaf129