Page 193 - 当代控制理论及应用技术概论

第五章 量子控制研究

使其能探测到更弱的信号，并扩展用于探测更复杂波形的协议。
然而，有关量子传感器的想象力还不止于此：量子磁性传感器的发展将大
幅降低磁脑成像的成本，有助于该项技术的推广；而用于测量重力的量子传感器
将有望改变人们对传统地下勘测工作繁杂耗时的印象；即便在导航领域，往往导
航卫星搜索不到的地区，就是量子传感器所提供的惯性导航的用武之地。

（4）医疗健康
痴呆病：根据阿尔茨海默病协会估计，全世界每年因痴呆病而造成的经济
损失约有 5000 亿英镑，这一数字还在不断增加。而当前基于患者问卷的诊断形

式通常会使治疗手段的选择可能性被严重限制，只有做好早期的诊断和干预才可
以有更好的效果。
研究人员正在研究一种称为脑磁图描记术（MEG）的技术可用于早期诊断。
但问题是该技术目前需要磁屏蔽室和液氦冷却操作，这使得技术推广变得异常昂
贵。而量子磁力仪则可以很好地弥补这方面的缺陷，它灵敏度更高、几乎不需要

冷却和与屏蔽，更关键的是它的成本更低。
癌症：一种名为微波断层成像的技术已应用于乳腺癌的早期检测多年，而
量子传感器则有助于提高这种技术的灵敏度与显示分辨率。与传统的 X 光不同，

微波成像不会将乳房直接暴露于电离辐射之下。
此外，基于金刚石的量子传感器也使得在原子层级上研究活体细胞内的温
度和磁场成为了可能，这为医学研究提供了新的工具。
心脏疾病：心律失常通常被看作是发达国家的第一致死杀手，而该病症的
病理特征就是时快时慢的不规则心跳速度。目前正在开发中的磁感应断层摄影技

术被视作可以诊断纤维性颤动并研究其形成机制的工具，量子磁力仪的出现会大
大提升这一技术的应用效果，在成像临床应用、病患监测和手术规划等方面都会
大有益处。

（5）交通运输和导航
交通运输越发展就越需要了解各种交通工具的准确位置信息及状况，这也
就对汽车、火车和飞机所携带的传感器数量提出了要求，卫星导航设备、雷达传
感器、超声波传感器、光学传感器等都将逐渐成为标配。
然而有了这些还远远不够，传感器技术的发展也将面对新的挑战。自动驾

驶汽车和火车的定位及导航精度被严格要求在 10 厘米以内；下一代驾驶辅助系

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