量子增强生物传感实现细菌生长的早期检测
量子物理
2025-12-16 v1
摘要
快速检测细菌生长在临床、食品安全和环境背景下至关重要，然而传统的光学方法受限于噪声且需要数小时的培养。在此，我们首次实验演示了使用压缩光进行早期细菌检测的量子增强光度测量。通过使用量子探针监测大肠杆菌培养物的光吸光度，我们实现了超越散粒噪声极限的灵敏度，能够比经典传感器提前多达 30 分钟识别生长起始。通过使用截断高斯分布和假设检验的统计建模验证了噪声降低，证实了在低虚警率下的早期检测。这项工作展示了量子资源如何改善实时、非侵入性诊断。我们的结果为量子增强生物传感器铺平了道路，该生物传感器能够加速微生物生长和其他生物过程的检测，且不会增加光损伤。
引用
@article{arxiv.2512.12057,
title = {Quantum-enhanced biosensing enables earlier detection of bacterial growth},
author = {Rayssa B. de Andrade and Anne Egholm Høgh and Gaetana Spedalieri and Stefano Pirandola and Kirstine Berg-Sørensen and Tobias Gehring and Ulrik L. Andersen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.12057},
year = {2025}
}