今(21)日，香港大學電機電子工程系研究團隊，發表其與中國、德國團隊合作的量子感測技術最新研究，其模仿人類視覺系統，設計出創新神經型態視覺偵測器，在可接受的成本範圍下，實現高精度、低延遲的寬場量子感測(widefield quantum sensing)，大幅提升感測器的性能表現。此研究已刊登於學術期刊《Advanced Science》。
 
該裝置的關鍵技術，為在光學探測磁共振(ODMR)的測量過程中，將螢光強度的變化轉變為脈衝(spikes)，從而高度壓縮數據量、減少延遲。研究團隊表示，這種新型量子感測系統比傳統方法更有效率，具有應用在監測生物系統中的動態過程，或是應用在其他領域中的潛力。
 
該研究第一作者、香港大學電機電子工程系杜志遠表示，量子感測的測量準確度以及在時空間的解析度，一直是全球研究人員探索的目標。現在的圖像感測器，是使用圖像幀的方式，將感測數據傳輸到後處理端分析，但一般傳輸速度不超過每秒100幀，顯著侷限了感測的時間解析度。
 
而在研究團隊新研發的神經型態視覺感測器中，則能將光強度變化轉變為類似生物視覺系統的脈衝波，進而將時間解析度提升到微秒級，感測動態範圍提升到大於120 dB。
 
研究團隊表示，此裝置可捕捉到更精細或快速的訊號變化，應用於快速變化的動態測量，以及更寬廣的光強度變化範圍測量，還能消除多餘的靜態背景訊號，例如對目標追蹤、自動駕駛車輛等圖像變化不頻繁的場景。
 
研究團隊也利用現成的事件相機(event camera)進行驗證，發現應用新感測技術測量ODMR共振頻率。結果顯示，相較於以幀為基礎的最先進技術，新感測技術不只得到相似的精準度，時間解析度更提高了13倍。
 
研究團隊也利用這項新技術，用來探測將奈米金顆粒塗在鑽石表面，然後以雷射改變鑽石表面溫度，並成功監測到鑽石奈米金顆粒表面的溫度變化；團隊表示，此技術也有機會應用在工業上，例如研究材料中電流的動態變化，以及檢測晶片的瑕疵。
 
原始研究：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202304355