Känsligheten hos en kvantdetektor kännetecknas av dess förmåga att skilja mellan närvaron eller frånvaron av ett enda energikvantum, såsom en foton eller en elektron. Den yttersta gränsen för känslighet för en kvantdetektor sätts av Heisenbergs osäkerhetsprincip, som säger att det finns en fundamental avvägning mellan den precision med vilken två komplementära variabler, såsom position och momentum, kan mätas samtidigt.

I samband med kvantdetektering är de relevanta variablerna energin och ankomsttiden för en kvantpartikel. Heisenbergs osäkerhetsprincip säger att produkten av osäkerheten i energi (ΔE) och osäkerheten i tid (Δt) inte kan vara mindre än ett visst värde, givet av:

ΔE * Δt ≥ h/4π

där h är Planks konstant.

Det betyder att om en detektor är konstruerad för att ha en mycket exakt mätning av energi så måste den acceptera en större osäkerhet i ankomsttid och vice versa. Det finns med andra ord en grundläggande gräns för hur känslig en kvantdetektor kan vara för att skilja mellan närvaron eller frånvaron av ett enda energikvantum.

Trots denna grundläggande gräns kan kvantdetektorer uppnå anmärkningsvärd känslighet genom olika tekniker och metoder. Till exempel använder vissa detektorer sofistikerade material och anordningar, såsom supraledare eller halvledarnanostrukturer, för att minimera brus och förbättra signaldetektering. Dessutom används tekniker som lock-in förstärkning och kryogen kylning för att minska termiskt brus och öka detektorns känslighet.

De pågående framstegen inom kvantteknologier och -material fortsätter att tänja på gränserna för kvantdetektorernas känslighet. Denna utveckling är avgörande för olika tillämpningar, inklusive kvantmetrologi, kvantinformationsbehandling och grundläggande tester av kvantmekanik. Genom att utnyttja kvantsystemens egenskaper siktar forskare på att utveckla detektorer som kan detektera och manipulera kvanta med oöverträffad precision och känslighet.