威斯康星大学麦迪逊分校的科学家Jennifer Choy 制造出了原子大小的天线。在形状上，它们与通过便携式立体声传输流行音乐的伸缩杆没有任何相似之处。但在功能上，它们是相似的。它们是量子传感器，接收微小的电磁信号并可以测量。
信号有多小？新型量子传感器可以识别人体组织单个细胞的温度变化，甚至可以识别源自地核的磁场。
另外，这种量子传感器可用于导航，也可以应用于探测材料电磁场微小变化的超精密加速度计和磁力计。
Jennifer Choy 在威斯康星大学麦迪逊分校的实验室开发用于改进量子传感器的技术。图片来源：Sabrina Wu/威斯康星大学麦迪逊分校
“你可以把这些量子传感器想象成一个原子尺度的探针，它可以让你对磁场的真正局部变化敏感并测量，”Choy 说：“你可以扩展你的测量来探测宏观的磁性特征和其他物理参数，比如机械应变和温度。”
利用原子的量子特性——它只在自然界的最小尺度上显现——以及它们对外部干扰的敏感性，这些传感器表现出非凡的准确性和精确度，相比之下，它们的传统对应物看起来就像是钝器。
对于 Choy 来说，挑战在于提高这些隐形仪器传输信息的效率。她说，这项研究是物理发现和工程的同等部分。
“我发现这项工作令人兴奋，因为它非常适合我接受的那种大杂烩培训，我是一名受过训练的应用物理学家，我不会将自己归类为纯粹的物理学家或工程师。但我真的很喜欢基础科学和工程工作的交叉点。”Choy 说，她是 Q-NEXT 的成员，美国能源部 (DOE) 国家量子信息科学研究中心领导由美国能源部的阿贡国家实验室和美国国家科学基金会的混合量子架构和网络（HQAN）量子飞跃挑战研究所。
“量子科学与工程是一个可以促进基础理解并为科学与工程的许多学科创造支持技术的领域。它非常适合为下一代科学家和工程师提供全面和多学科的培训，”她说：“支持量子的设备既有近期应用，也有长期前景。具有近期、非常切实的进展和有影响力的长期愿景的全方位令人兴奋。”
