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想象一下，传感器可以探测思想的磁场，帮助月球车探测月球岩石中的氧气，或接收来自暗物质的无线电波。正如量子计算机理论上可以找到经典计算机无法解决的问题的答案一样，新一代量子传感器也可以带来新的敏感性、新的应用类型，以及促进一系列领域、技术和科学探索的新机遇。
量子技术依赖于可能的量子效应。例如，被称为叠加的量子效应允许原子和宇宙的其他组成部分同时存在于两个或两个以上，而另一个被称为纠缠的量子效应可以连接粒子，因此连接的粒子可以立即相互影响，无论它们有多远。
然而，这些量子效应很容易受到外部干扰。尽管量子计算机试图克服这一弱点，但量子传感器利用这一弱点对环境中最轻微的干扰实现了非凡的敏感性。以下是目前正在开发和部署的各种量子传感器的小样本。
大脑中的电流产生磁场，传感器可以分析磁场，无创地扫描大脑活动。现在，量子传感器使可穿戴头盔能够以前所未有的性能和成本进行这种脑磁图（MEG）扫描。
目前，MEG扫描被称为超导量子干涉装置（SQUID）传感器。这些需要用昂贵的液氦冷却到-269°C，使扫描仪非常大。相比之下，英国诺丁汉Cerca Magnetics创业公司推出的新设备只有乐高积木那么大。
Cerca被称为光学泵浦磁力计的设备（OPM），它包含一个激光器：它通过云向光探测器照射光束。具体原理是，光束可以将所有的磁场排列成一行，使其基本透明；大脑活动的小磁场可以干扰这些原子，吸收光探测器可以感知到的光，激光可以重置云，以便继续对磁干扰做出反应。
这些量子传感器在室温下工作的事实使它们比SQUID体积要小得多。Cerca公司主席，诺丁汉大学研究员Matthew Brookes这意味着，对于精度为毫米、分辨率为毫秒的大脑表面磁图像，它们可以更接近头部，从而产生至少两倍的信号，理论上可以达到五倍的信号。
CERCA MAGNETICS
传感器体积小，重量轻，这意味着它们可以安装在可穿戴的头盔中，让人们在扫描过程中自由移动，而不是让传感器长时间保持静止。此外，它还能适应不同的头部形状和大小，不仅能扫描成人，还能扫描儿童和婴儿。此外，Brookes说：原则上，使用OPMs的MEG要比使用SQUID便宜得多。即使是现在，在早期使用OPMs一个完整的MEG成像系统的价格仍然是SQUID为了获得类似的性能，系统的一半。” Cerca扫描仪可以帮助探测神经系统疾病，如癫痫、脑震荡、痴呆症和精神分裂症它可以帮助揭示许多严重和虚弱的情况，他说。
Brookes它表明，未来的研究目标是使这些传感器更接近其灵敏度的理论极限，允许更多的运动自由，并添加虚拟现实和机器学习，以提高研究人员在实验和分析前沿使用扫描仪的能力。
一种新型量子传感器可以绘制地球重力场的强度图，有助于揭示隐藏在地下的特征。
任何高质量的东西都有重力场。磁场的张力取决于物体的质量。由于地球的质量分布不均匀，这意味着地球的重力在某些地方比其他地方更强。
在过去的几十年里，重力制图揭示了大规模地质活动的细节，但在米尺度上使用这种重力制图是一个挑战，因为它需要很长时间来解释当地的噪声，如附近交通的振动。
新的量子传感器使用冷却到绝对零度以上数百万摄氏度的氯原子云。激光脉冲驱动原子进入叠加状态，两个原子的轨迹略有不同，然后这些原子被重新组合。然后，由于波粒的二象性，粒子可以像波一样运动，反之亦然。这些原子在量子力学上相互干扰，其峰谷相互增强或抑制。通过分析这种干涉的性质，一种叫做原子干涉的技术可以揭示沿各自路径感受到的轻微不同的重力。
该传感器采用沙漏式设计，设备的每一半都有一朵原子云，相互间在垂直方向上相隔1米。因此，该传感器可以在同一地点两个分析不同高度的地球重力强度。通过比较来自这些云的数据，研究人员可以解释各种噪声源。在实验中，该传感器可以检测到埋在英格兰伯明翰市两座多层建筑之间路面下约0.5米的2×公用隧道2米。
传感器的潜在应用包括发现隐藏的地下结构、探测地下自然资源、发现地下考古遗址、监测火山活动和地下水流。
伯明翰大学的科学家们正在努力建造一个背包大小约20公斤的传感器，通过电池提供能源，并计划商业化它。
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