設(shè)備故障診斷系統(tǒng)資訊：一種新的空間噪聲濾波方法促進(jìn)了超靈敏量子傳感器的發(fā)展

一種新的空間噪聲濾波方法促進(jìn)了超靈敏量子傳感器的發(fā)展:

據(jù)麥姆斯咨詢相關(guān)報(bào)道，麻省理工職業(yè)學(xué)院（MIT）跨學(xué)科量子信息工程組（QEG）博士生David Layden采用了這樣一種新的空間環(huán)境噪聲濾波處理方法，可以促進(jìn)超靈敏量子傳感器的發(fā)展。電渦流位移傳感器能靜態(tài)和動(dòng)態(tài)地非接觸、高線性度、高分辨力地測(cè)量被測(cè)金屬導(dǎo)體距探頭表面的距離。它是一種非接觸的線性化計(jì)量工具。無(wú)線振動(dòng)傳感器基于無(wú)線技術(shù)的機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)，具有振動(dòng)測(cè)量及溫度測(cè)量功能，操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)指示狀態(tài)報(bào)警。應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備狀態(tài)管理及監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)；適合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)人員監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，保證設(shè)備正?？煽窟\(yùn)行。一體化振動(dòng)變送器將壓電傳感器和精密測(cè)量電路集成在一起，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)“傳感器+信號(hào)調(diào)理器”和“傳感器+監(jiān)測(cè)儀表”模式的振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的功能；適合構(gòu)建經(jīng)濟(jì)型高精度振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)就是在這里我們有點(diǎn)矯枉過(guò)正，Layden說(shuō)，它的確具有非常擅長(zhǎng)糾正學(xué)生錯(cuò)誤并降低噪音，但它往往還糾正了正常細(xì)胞信號(hào)，因?yàn)樗鼰o(wú)法有效區(qū)分這兩者。

*近，在研制出的誤差校正量子信息傳感（ECQS）技術(shù)中，一種復(fù)原操作可有效地去除與信號(hào)不同發(fā)展方向的影響研究傳感器的噪聲比如噪聲沿著x軸而信號(hào)沿著z軸時(shí)。然而，這些都是基于幾何的技術(shù)企業(yè)想要區(qū)分主要來(lái)自一個(gè)相同工作方向的影響分析傳感器的噪聲和信號(hào)很困難，而這類學(xué)習(xí)情況更常見(jiàn)。

雖然量子技術(shù)在計(jì)算應(yīng)用方面有著巨大的長(zhǎng)期潛力，但由于能夠測(cè)量光子、粒子和神經(jīng)元等微小結(jié)構(gòu)，量子技術(shù)將為計(jì)量學(xué)、生物學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和許多其他領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)辟新的前景。

麻省理工學(xué)院跨學(xué)科量子工程小組(Qeg)的一項(xiàng)新研究正在解決量子傳感器系統(tǒng)面臨的基本挑戰(zhàn)之一: 從測(cè)量信號(hào)中去除環(huán)境噪聲。

根據(jù)QEG博士生David Layden的解釋，問(wèn)題的根源在于量子傳感器對(duì)周?chē)h(huán)境的極端敏感性。這些傳感器通?；诹孔觾煞N不同狀態(tài)的疊加效應(yīng)。微小的外力作用可引起兩種狀態(tài)之間的相位變化，可以利用此變化來(lái)溫度、運(yùn)動(dòng)、電場(chǎng)和磁場(chǎng)等物理量的測(cè)量，且測(cè)量精度可達(dá)到前所未有的分辨率。

但是我們?nèi)绱烁叩撵`敏度意味著傳感器技術(shù)除了自己感興趣的信號(hào)之外，還會(huì)將許多問(wèn)題無(wú)關(guān)的環(huán)境以及噪聲一并拾取。這樣一種方法被稱為退相干的過(guò)程，這種噪聲會(huì)給量子傳感器的相位關(guān)系發(fā)展帶來(lái)不確定性，并限制了它們之間更加精確測(cè)量的能力。

因此，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了降噪技術(shù)以減少退相干來(lái)提高靈敏度。 一種常見(jiàn)的技術(shù)是動(dòng)態(tài)解耦，它將一系列控制脈沖引入系統(tǒng)，根據(jù)頻率過(guò)濾信號(hào)中的噪聲。 然而，該技術(shù)與DC信號(hào)不兼容，DC信號(hào)通常是由傳感器測(cè)量的信號(hào)。 Layden和Cappellaro方法是對(duì)現(xiàn)有DD和ECQS方法的補(bǔ)充，這是有用的，因?yàn)樵肼曉丛诓煌膫鞲袘?yīng)用中變化很大。 滿足不同要求的各種濾波工具和新方法也為量子傳感器的新應(yīng)用打開(kāi)了大門(mén)，量子傳感器可用于校正所有三維的噪聲。

在過(guò)去的幾十年中，量子計(jì)算的研究也增加了糾錯(cuò)方案，比如使用冗余量子位。雖然它們?cè)谛畔⑻幚響?yīng)用程序中很有用，但是對(duì)于傳感器來(lái)說(shuō)有很大的局限性。