量子計算機備受矚目，但量子感測器可能具有同等程度的變革性，使自動駕駛汽車能夠“看”到拐角處，水下導航系統，火山活動和地震的早期預警系統，以及可在日常生活中監測個人大腦活動的行動式掃描器。
量子感測器透過利用物質的量子性質達到極高的精度——例如，使用不同能級狀態下電子之間的差異作為基本單位。原子鐘說明了這一原理。世界時間標準基於銫 133 原子中的電子每秒完成 9,192,631,770 次特定躍遷這一事實；這是其他時鐘調整的振盪。其他量子感測器使用原子躍遷來檢測運動中的微小變化以及引力場、電場和磁場中的微小差異。
然而，還有其他方法可以構建量子感測器。例如，英國伯明翰大學的研究人員正在努力開發自由落體的超冷原子，以檢測區域性重力的微小變化。這種量子重力儀能夠探測到埋藏的管道、電纜和其他物體，而這些物體今天只能透過挖掘才能可靠地找到。遠洋船舶可以使用類似的技術來探測水下物體。
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大多數量子感測系統仍然昂貴、體積過大且複雜，但新一代更小、更經濟實惠的感測器應該會開闢新的應用。去年，麻省理工學院的研究人員使用傳統制造方法將基於金剛石的量子感測器放置在矽晶片上，將多個傳統上體積龐大的元件擠壓到一個幾十分之一毫米寬的正方形上。該原型是朝著低成本、批次生產、在室溫下工作的量子感測器邁出的一步，該感測器可用於任何涉及對微弱磁場進行精細測量的應用。
量子系統仍然極易受到干擾，這可能會限制它們在受控環境中的應用。但政府和私人投資者正在向這項技術和其他挑戰投入資金，包括成本、規模和複雜性方面的挑戰；例如，英國已向其國家量子計算計劃（2019-2024 年）的第二階段投入了 3.15 億英鎊。行業分析師預計量子感測器將在未來三到五年內上市，最初重點關注醫療和國防應用。