量子傳感器利用量子力學的特性，如量子糾纏、量子干擾和量子態擠壓，這些特性具有優化的精度，并擊敗了目前傳感器技術的極限。量子傳感領域涉及到量子源（如糾纏）和量子測量的設計和工程，能夠在一些技術應用中擊敗任何經典策略的性能。這可以用光子系統或固態系統來完成。

在光子學和量子光學中，光子量子傳感利用糾纏、單光子和擠壓態來進行極其精確的測量。光子傳感利用連續可變的量子系統，如電磁場的不同自由度、固體的振動模式和玻色-愛因斯坦凝聚物。這些量子系統可以被探測到，以描述兩個量子狀態之間的未知轉變。有幾種方法可以改善光子傳感器對目標的量子照明，這些方法通過使用量子相關來改善對微弱信號的探測。量子傳感器通常建立在連續變量系統上，即以連續自由度為特征的量子系統，如位置和動量四分儀。基本工作機制通常依賴于光的光學狀態，通常涉及量子力學特性，如擠壓或雙模糾纏。這些狀態對通過干涉測量檢測到的物理變化很敏感。量子傳感也可以利用在非光子領域，如自旋量子比特、被困的離子、通量量子比特和納米粒子。這些系統可以通過它們所反應的物理特性進行比較，例如，被困住的離子對電場有反應，而自旋系統會對磁場有反應。捕獲的離子在其量化的運動水平上是有用的，它與電場強烈耦合。它們已被提議用于研究表面以上的電場噪聲，最近還被提議用于旋轉傳感器。在固體物理學中，量子傳感器是一種對刺激物有反應的量子裝置。通常這指的是一個具有量化能量水平的傳感器，它使用量子相干性來測量一個物理量，或者使用糾纏來改善測量，超過經典傳感器所能做到的。固態量子傳感器有4個標準。系統必須有離散的、可分辨的能量水平。你可以初始化傳感器，你可以執行讀出（打開并得到答案）。你可以相干地操縱傳感器。傳感器與一個物理量相互作用，并對該量有一些反應。研究和應用量子傳感器在各種領域都有應用，包括顯微鏡、定位系統、通信技術、電場和磁場傳感器，以及地球物理領域的研究，如礦物勘探和地震學。許多測量設備利用量子特性來探測測量，如原子鐘、超導量子干涉裝置和核磁共振光譜。隨著新技術的發展，單個量子系統可以被用作測量設備，利用糾纏、疊加、干涉和擠壓來提高靈敏度并超越經典策略的性能。早期量子傳感器的一個好例子是雪崩光電二極管（APD）。APD已經被用來檢測糾纏的光子。通過額外的冷卻和傳感器的改進，可以用于醫學成像等領域的光電倍增管（PMT）。APD，以二維甚至三維堆疊陣列的形式，可以被用來直接替代基于硅二極管的傳統傳感器。

光子量子傳感器、顯微鏡和引力波探測器對于光子系統，目前的研究領域考慮反饋和自適應協議。這是辨別和估計玻色子損失的一個活躍的研究領域。將受擠壓的光注入干涉儀，可以對無法被經典檢測到的微弱信號有更高的靈敏度。量子傳感的一個實際應用是在引力波傳感中實現的。