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量子感測（四）專利趨勢分析

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量子感測，係利用靈敏的量子特性作為技術基礎，它的量測效能可以比今天感測器測量的訊號還小幾個數量級的程度。

技術概述與分類

根據台灣實驗研究院科技政策研究與資訊中心賴志遠研究員的分類，乃將其分為「重力測量」、「磁場測量」、「定位導航」、「目標識別」、「時間基準」等五個類型。但亦有論者將其分類為「量子磁力計」、「量子雷達」、「量子重力計」及「量子導航」等四個類型。下面將以後一種進行說明：

量力磁力計

資料來源：林韋廷、黃同慶、范士隆

量子磁力計可以用來量測微弱的磁場，故能夠應用在地質探勘和生物醫學等場域。其原理以專利申請量占最多的原子磁力計（Atomic Magnetometer）為例，如上圖所示：

原子磁矩原本為隨機排列，

利用一泵浦雷射（Pump Laser）將原子磁矩極化，於是原子磁矩朝某一方向規則排列，

一待測磁場B，使原子磁矩發生轉動，

最後照射一探測光（Probe Light），比較探測光出射（Output Polarization）與入射（Input Polarization）的偏振變化後即可推測磁矩轉動角度，進而計算出待測磁場B的大小。

資料來源：林韋廷、黃同慶、范士隆

量子雷達

資料來源：林韋廷、黃同慶、范士隆

量子雷達，係利用量子特性受環境擾動影響而變化的靈敏反應，與傳統雷達下具有更高的訊噪比（Signal-to-Noise Ratio）作比較，傳統雷達無法偵測到隱形戰機，惟在量子雷達的觀測下皆無法逃離監視。由此可見，量子雷達憑藉它的高訊噪比、可辨別隱形戰機以及不受干擾機的影響等特性，將對國防工業帶來重大革新。

量子重力計與量子導航

用來測量系統極細微的物理運動量變化（得由冷原子物質波的量子干涉效應來顯示）的儀器，稱之為「量子重力計」。而利用冷原子干涉儀於系統三軸上分別觀測各軸之線性加速度以及角速度進而實現無須人造衛星引導的精準自主導航，則稱為「量子導航」。

量子感測的專利趨勢分析

資料來源：林韋廷、黃同慶、范士隆

資料來源：林韋廷、黃同慶、范士隆

1. 法國原子能和替代能源委員會（French Alternative Energies and Atomic Energy Commission）（法國）、

2. 北京航空航天大學（Beihang University）（中國大陸）、

3. 三菱電機（Mitsubishi Electric Corporation）（日本）、

4. 洛克希德公司（Lockheed Corporation）（美國）、

5. Thomas CSF（法國）、

6. Canon KK （日本）、

7. US Navy （美國）、

8. Beijing Automation Control Equipment Institute (BACEI)（中國大陸）、

9. Varian Association（美國）、

10. University of California（美國）。

資料來源：林韋廷、黃同慶、范士隆

資料來源：林韋廷、黃同慶、范士隆

資料來源：林韋廷、黃同慶、范士隆

資料來源：林韋廷、黃同慶、范士隆

資料來源：

林韋廷、黃同慶、范士隆，〈量子科技專利趨勢分析 — 量子計算與量子感測〉，《智慧財產權月刊第283期》（2022.7），頁22–31，https://pcm.tipo.gov.tw/PCM2010/PCM/ebook/book/283/36/index.html?_ebooktimestamp=637934052629835108#zoom=z。最後瀏覽日：2022年07月18日。