量子传感器打开了解地下的窗口

英国伯明翰大学的Michael Holynski和同事研究发现，一个基于量子的传感器可通过精准测量重力场变化探测地表之下的特征。相关研究2月24日发表于《自然》。这项工作支持了一个观点，即量子传感器可以为探测地下提供新工具，有助于绘制地质结构图或测量考古文物。

检测重力场变化的传感器有望绘制出地表或地下的大规模结构。例如，机电重力仪已被应用于地球物理调查。但是在更小规模（米尺度）上应用这种技术，例如建筑工地上，则需要很长的测量时间消除局部地震噪声或振动（如经过的车辆或其他结构），因而十分困难。

Holynski解释说，测量重力差异而非绝对值来抑制噪音效果，可克服这些限制。利用对环境高度敏感的量子系统可以实施此类探测，因而是理想的传感工具。

他们的设计是一种基于量子的设备，在英国的伯明翰市城市环境中进行的一项调查表明了其敏感性。该设备探测了两栋多层建筑之间一条2米×2米的地下隧道。

作者认为这一传感器可能有多种用途。城市工程师可利用它检测棕地的近地表（地下10米）特征，这些特征可能会影响新的建筑。考古学家或可用于测绘墓穴和隐藏在地下的结构。它可能还可用于测量地质特征，例如含水层或土壤密度，以确定含水量。

相关论文信息：

https://www.nature.com/articles/10.1038/s41586-021-04315-3