专利名称：：使用量子系统识别和量子控制技术用于医疗诊断和治疗目的的制作方法
技术领域：
：本发明涉及研究分子的自适应控制技术。
背景技术：
：物质的检测、识别和量化通常受信号强度或可得到的信噪比的限制。在医疗诊断领域，该限制尤为突出。虽然可以使用光学技术来无创(non-invasive)检测和测量生物组织中的物质，但是这样的技术在实际实施时是困难和费时的。在实际实施时，最大的挑战之一涉及增加对信号的敏感度和增强背景抑制。目前，大多数的无创检测方法或者对大背景中的低水平的目标分子不够敏感，或者不能被校准以提供绝对浓度值。即使在可以得到体内(invitro)样品的情况下，具有更好的敏感性检测方案以允许实时分析也是有利的。需要更敏感的光学检测方法，特别地用以量化公知分子种(molecularspecies)-相干喇曼光语学是一种对于识别目标分子种特别有用的光学方法。相干喇曼镨是一种非线性光语技术，其可以从样品返回光学相干响应。与非相干喇曼光语学相比，在目标分子中诱导的相干性可以使信号大小增加几个量级，由此减小了进行测量所需的时间。通常，相干喇曼涉及多个泵和探测激光器，并由此可以被认为是驱动过程。不幸地，与相干共振响应相伴的是大的混淆的非共振背景信号。为了管理、减小或消除该背景，已发展了各种形式的相干喇曼技术。然而，对于强散射介质，由于谱相位和极化的干扰，这些技术中的许多技术被认为是不实际的。最近研究了量子控制，作为进一步增加检测的目标分子信号和排除其他分子贡献的方法。可以应用量子控制来加强光学光傳方法，例如，喇曼谱及其衍生方法。这些方法中的一些包括，但不限于用于相干反斯托克斯喇曼i普的飞秒自适应镨技术(FASTCARS)及其相干斯托克斯喇曼谱(CSRS)模拟；混合CARSi普和时间分辨的CARS和CSRS检测。例如，Scully公开了一种方法，其中以自适应的方式最优化获得目标分子的期望量子态的步骤，以便增强检测的目标分子信号并排除来自其他分子种的贡献。[美国专利No.6，795，777;Scully,M.O.，Kattawat，G.W.,Lucht，R.P.，Opatmy,T.，Pilloff，H.,Rebane，A.，Sokolov，A.V.，以及Zubairy，M.S.，"FASTCARS:Engineeringalaserspectroscopictechniqueforrapididentificationofbacterialspores."尸7VAS"，10994(2002)1。Judson和Rabitz使用激光脉冲作为"光学试剂"。他们使用量子动态判别，由此，具有优化成本函数的算法的反馈循环可以调整控制脉冲的序歹寸。[Rabitz，H.，"Shapedlaserpulsesasreagents."Science299,525(2003);Judson,R.S.，Rabitz，H"Phys.Rev.Lett.68，1500(1992);美国公开No.2004/0128081，2005/0230239，2005/0240311以及2006/0271305。在该反馈循环中，最终发现了以某些预定的方式最优地准备量子系统的脉冲序列；或者用于控制反应路径，或者用于改善光照导致的"产物，，产量。由该自适应反馈方案发现的激光脉冲序列其自身还可以用作分子的代表性指紋。Silberberg使用相似的自适应反馈循环经验性地以公式表达超短激光脉沖序列，而不明确需要解的理论性和预见性了解。[美国专利No.6，327，068和6,621,613，美国公开No.2002/0044328。Silberberg还描述了使用单(unitary)脉沖用于相干光学控制的相干喇曼方法。[美国公开2004/0145735。这些参考文件中的每一个都提出了获得这样的量子态的方法，该量子态将给出来自目标分子的最强信号。然而，在许多情况下，来自目标的最大化的信号仍然太弱以至于不易于检测。例如，来自背景的信号很大以至于模糊了目标分子的信号。因此需要在难以观察来自目标的信号时，更有效地提取和测量目标分子的信号。
发明内容提供了一种方法和系统以在通常会干扰分子种(species)的检测的环境中识别一个或多个分子种。所述方法特别适合于体外或体内生物材料的分析测试以确定材料的生化或血液特性或测量在该材料中蛋白质、激素、碳7JC化合物、脂质、药物、毒素、气体、电解液、代谢物等等的浓度。所述方法特别适用于测量生理学系统特性，例如，葡萄糖-胰岛素响应。在识别方法的一个或多个实施例中，使用量子控制通过量子力学状态序列来引导目标分子中量子力学状态的演变。在该过程中，将信息编码在目标分子量子系统上，其之后可以被"解码，，以帮助识别目标分子的存在。提供了操纵由检测的对微扰的响应而获知的分子或分子集合的量子态的方法，以最优化检测的量子态。在一个方面，描述了一种量子控制方法，其包括，将包含了具有量子态的目标的样品暴露到第一电磁辐射中，以在所述目标的所述量子态上施加第一哈密顿量，其中所述辐射在所述目标的所述量子态上编码图形；检测来自所述样品的响应；计算所述样品对所述第一电磁辐射的期望响应；以及将所述目标的所述期望响应与来自所述样品的所述检测的响应进行比较，以测量所述样品中所述目标的存在。一些实施例包括下列特征中的一个或多个使用反馈循环寻找最优脉冲序列以最大化来自所述目标的信号响应，其中所述反馈循环包括在将所述目标暴露到第二电磁辐射以在所述目标的所述量子态上施加第二哈密顿量之后，检测来自所述目标的所述信号响应；计算成本函数；基于所述成本函数修改所述第二电磁辐射；以及将所述目标暴露到所述修改的第二电磁辐射中。在一些实施例中所述第一和第二哈密顿量可以依赖或不依赖于时间。可以才艮据自适应算法，例如遗传、地貌算法、或基于演化策略的算法、演化规划、模拟退火、高斯适应、爬山算法、或群体智能，来修改所述第二电磁辐射。可以使用伪随机二元微扰图形、扫频微扰图形、随机输入驱动微扰图形、固定频率或多频率图形、或其他非规则微扰图形编码所述第一电磁辐射。所述第一电磁辐射可来自激光、NMR、微波、超声波、或射频产生器。所述信号响应源自喇曼散射。在另一方面，描述了一种系统识别方法，其包括孩i扰具有系统函数的系统以确定所述系统的系统函数；在所述系统上编码信号；从所述系统解码所述信号以识别所述系统中的目标。一些实施例包括下列特征中的一个或多个所述系统可以为量子系统，例如，生物分子或治疗成分。所述生物分子为下列中的至少一个葡萄糖、胰岛素、病毒标志物、免疫标志物、心血管生物标志物、炎症生物标志物、胆固醇、甘油三酯、C-反应蛋白、胆红素、碱性磷酸酶、丙氨酸转氨酶、AST/GOT、TSH、肌氨酸、肌氨酸酐、清蛋白、脑脊髓流体分析物、Tau蛋白、阿尔茨海默(Alzheimer)生物标志物、血脑屏障转运生物标志物、眼房水分析物、瘢前驱物、癌抗原、毒性生物标志物、代谢生物标志物、输运生物标志物、血色素、糖尿病生物标志物、中枢神经系统生物标志物、以及泌尿生殖生物标志物。一些实施例提供了用于编码和解码系统的量子演化的系统和方法。一些实施例提供了这样的系统和方法，其用于光学测量样品中的分子，由此通过具有反馈循环的相干喇曼i普识别和/或量化分子种。一些实施例提供了用于樣￡创或无创医疗诊断分子的系统和方法，该分子为例如血液葡萄糖、病毒或免疫标志物、心血管或炎症生物标志物、胆固醇、甘油三酯、C-反应蛋白、胆红素、碱性磷酸酶、丙氨酸转氨酶、AST/GOT、TSH、肌氨酸、肌氨酸酐、清蛋白、脑脊髓流体分析物、Tau蛋白阿尔茨海默生物标志物、血脑屏障转运生物标志物、眼房水分析物、瘢前驱物、癌抗原例如前列腺特异性抗原(PSA)、代谢和毒性生物标志物、输运生物标志物、血色素、糖尿病生物标志物、中枢神经系统生物标志物、以及泌尿生殖生物标志物。一些实施例通过使用量子控制和系统识别方法，具体而言，例如FASTCARS以及时间分辨CARS和时间分辨CSRS的光学方法，允许从生理和医疗相关的分析物获得相对于背景高敏感性和辨别性的光镨信号，从而允许理想的量子力学状态的准备、操纵和检测。图1示意性地示例了用于操纵量子系统的量子态的CARS系统；图2是最优化微扰以获得用户限定的目标量子态或状态系列的示意性视图3是系统的示意性视图，该系统用于以反馈循环表征系统的系统函数；以及图4是系统的示意性视图，该系统用于将信号编码在量子系统上并从量子系统解码信号。具体实施例方式典型地，使用电磁辐射的脉冲(例如，无线电或光脉冲)进行量子控制以使目标分子具有特定的量子态。使用量子控制以将图形编码到分子系统的量子进化(quantumevolution)上，其有助于在大的噪声背景下识别分子系统。这里描述的用于操纵和引导分子系统的量子进化的方法和系统基于量子信息处理参见，例如，Viola，L.，Loyd，S.，和Knill，E.，"Universalcontrolofdecoupledquantumsystems."尸/^./ev.a,A7v:《"flW-Z^/9卯6卯^v/，1(1999)1和系统识别的原理。系统识别是复杂的信号处理技术，其可以处理多复杂性级别的目标系统。[Korenberg，M.J.和Hunter,I.W.Theidentificationofnonlinearbiologicalsystems:Volterrakernelapproaches.AnnalsofBiomedicalEngineering,1996,24，250-268.;LennartLjung:SystemIdentification-9TheoryFortheUser,2nded，PTRPrenticeHall,UpperSaddleRiver,N.J.，1999.;Dudovich，N.，Oron，D.，和Silberberg，Y.,"CoherentTransientEnhancementofOpticallyInducedResonantTransitions."尸/ry5;iev./>汰S《，123004(2002)。系统识别可以产生实验性才莫型，例如，胰岛素给药与血液葡萄糖水平之间的非线性动态关系以及葡萄糖的分子动态行为。虽然这些方法没有提供对胰岛控制系统(thepancreaticcontrolsystem)的根本生理机能或葡萄糖行为的根本量子机制的直接物理观察，但却可以预测系统的行为。此外，该模型提供系统和方法以微扰系统，从而探究并了解系统的响应。在一个实施例中，使用相干光学技术进行量子态操纵。例如，可以使用相干喇曼谱的激光系统。图1示出了一种适宜的激光系统的实施例。Ti:蓝宝石再生方欠大器(未示出)(Legend,Coherent:1KHz重复速率，1mJ/脉冲)均匀泵浦两个光参量放大器(同样未示出)(OPA)(OperA-VIS/UV和OperA-SFG/UV，Coherent)。使用第一OPA的输出(X产712-742nm,可调谐；FWHM12nm)和放大器输出的小部分(X2=803nm，FWHM32nm)分别作为泵和斯托克斯束。使用第二OPA的输出作为探测束(k3=578nm)并将其发送通过可以调整脉冲的带宽的脉冲整形器175，例如可调节的狭缝。斯托克斯和探测脉冲通过各自的可以适宜地调整其相对时序的延迟级(delaystage)(DS1,DS2)，然后所有三个束170通过2英寸凸透镜LI(焦距f=200mm)聚焦到样品110上。lt射光180通过2英寸消色差透镜(f=100mm)收集，并被聚焦到附着有液氮冷却的电荷耦合器件(CCD:Spec-lO，PrincetonInstruments)的光"^R(ChromexSpectrograph250is)的入射狭缝上。光i普仪140与计算机系统(未示出)通讯，计算机系统数字记录并存储与散射光180有关的信息。然后，如这里所详细描述的，使用该信息操纵样品中的分子。在激光系统的上述实施例中，使探测脉冲的光语窄化。为了部分地弥补由狭缝引起的脉沖能量的牺牲，使用较厚的非线性晶体用于产生探测脉冲的频率转换过程。该较厚的非线性晶体使得开始的探测镨更窄，并由此导致脉冲整形器的更高的透光率。替代地，基本上，第二OPA可以被设置在基束中的第二谐波晶体所替代。或者，还可以使用在第一OPA中同时产生的其他波长以简化设置。可以使用准备和控制目标分子的量子力学状态的其他系统，其包括但不限于，核磁共振(NMR)，捕获的离子、量子点、腔量子电动力学、光学泵浦、玻色一爱因斯坦凝聚、和超导体。根据这里公开的方法和系统的能够控制目标分子种的量子态的其他替代的系统被示例于下列文献中Scully,M.O.，Zhu，S，Y.，"QuantumControloftheInevitable."S"e脏2仏1973(1998);Scully,M.O.，Kattawar，G.W.，Lucht，R.P.，Opatmy，T.，Pilloff，H.，Rebane，A.，Sokolov，A.V.，和Zubairy，M.S.,"FASTCARS:Engineeringalaserspectroscopictechniqueforrapididentificationofbacterialspores."/W^S99，10994(2002).;Rabitz，H.，"Shapedlaserpulsesasreagents."5We騰譜，525(2003);Judson，R.S.，Rabitz，H.，Phys.Rev.Lett.68，1500(1992);Dudovich，N.，Oron，D.，以及Silberberg，Y，，"QuantumControloftheAngularMomentumDistributioninMultiphotonAbsorptionProcesses."iev.le汰92，103003(2004)。还可以4吏用本领域的技术人员公知的任何其他适当方法来控制目标的量子态。图2示意性地示例了，例如，由电磁场提供的外哈密顿量(externalHamiltonian)如何通过与系统的相互作用来操纵和控制分子的量子态。受控制器205控制的外相互作用哈密顿量210对具有自然哈密顿量的物理目标220进行操作，其通常控制目标的量子态行为，例如，其分子运动和分子内动态。通过检测器230可以观察到目标220对相互作用哈密顿量210的演变响应(evolutionaryresponse)和目标的自然哈密顿量的组合。为了量子控制的目的，数据分析器240比较目标220的响应与用户限定的目标，并计算成本函数。成本函数是适合度地貌描绘(fitnesslandscape)，其中参数空间中的位置具有通过在参数空间中的移动而最大或最小化的相关联的值或适合度。因为空间通常非常大，优化该成本函数的策略包括迭代搜索算法。一种常规方法开始于参数空间中的初始随机群体(radompopulation)或点，计算每一个成员(或随机的子集)的结果或成本，然后"突变"参数选择，并选择最"适合"的成员来产生下一代。通过迭代，这将有希望产生满意的解。随后，向控制器205发送指令以调整相互作用哈密顿量210,例如，施加的准备和斯托克斯泵脉冲的参数。重复该过程，直到最小化了成本函数，即，确定了最优脉冲或脉冲序列(相互作用哈密顿量)以获得期望目标。在相光喇曼的情况下，例如，目标可以为最大相干振动状态以获得最大喇曼散射。自适应算法，例如，遗传算法、演化策略、演化规划、模拟退火、高斯适应、爬山算法、以及群体智能，可以用于有效地找到最优脉冲条件以获得期望的分子量子相干。可以通过调整脉冲激光系统的任何数目的变量，包括但不限于，用于每一个微扰的脉冲的数目、这些脉冲的类型(例如，频率、形状、相位、幅度)、时长、和时序，来实现对目标量子态的控制。为了限制激光脉冲的非常大的变量数目，可以固定激光脉冲的一个或多个参数。可能的解的播种(seeding)可以帮助搜索算法的收敛。同样，在产生组中包含一些不适合的成员，将有助于保持参数选择的多样性并避免过早收敛。然后，确定的最优脉冲参数自身便是葡萄糖振动能级结构的反映，并由此被认为与分子的指紋相似，因为不同的分子具有不同的最优脉冲序列。可替代地，可以通过具有恒定幅度和扫频的激光绝热驱动分子的最大振动相干，也就是，足够緩慢地驱动，以保持量子系统处于瞬时本征态。该替代方式(或许，偏频的具有较緩慢时间变化的噪声光场)可以提供使用绝热激光场代替脉冲场的方法。作为量子控制的范例，Somaroo等示出了一个量子系统可以通过另一量子系统来模拟[QuantumSimulationsonaQuantumComputer.S.S.Somaroo,C.H.Tseng,T.F.Havel，和D.G.Cory，Phys.Rev.Lett.82，5381(1999)。具体而言，可以通过外部射频场来控制2，3-二溴噻吩中的2自旋系统，以使其自旋表现为在不同的量子系统、截顶的(truncated)简谐振子和截顶的非简谐振子的总哈密顿量下进化。因此，不仅可以模拟不依赖于时间的哈密顿量，也可以模拟依赖于时间的哈密顿量。因此，可以使用常规的控制方法。根据一种方法，例如，来自用于相干反斯托克斯喇曼语的飞秒自适应谱技术(FAST-CARS)的系统的飞秒激光脉冲或脉冲序列微扰葡萄糖分子的振动量子能级。该孩史扰继而将影响喇曼信号输出。测量喇曼信号，并将测量的结果馈送到处理器以确定信号是增加还是减小。控制器调整一个或多个随后的微扰激光脉冲的激光的参数(例如，脉冲时长，形状、强度等)。重复该过程，直到获得最大化目标分子的喇曼信号的最优脉冲序列。通过该自适应反馈方案找到的激光脉冲序列自身便可以作为分子的识别指紋。然而，来自目标分子的信号仍然没有强到可以被容易地检测出。目标分子上的微扰的数字或模拟振荡调制可以给出外差检测的益处，其中仅仅目标分子根据预定的图形或代码演化。通过精心选择光控制脉冲序列的系列，可以以特定的图形(通过使用适宜的输入微扰序列)编码观察的信号以增强检测效率。假设了解了对光学脉沖序列的系列的响应，检测器可以响应于输入，监视J见察的信号以寻找期望的图形。响应于微扰，分子将通过产生对应的分子量子态来做出响应。可以有效地将分子看作"系统函数"。分子将微扰脉冲组映射到对应的分子量子态组中，该对应的分子量子态组可由可观察的例如其喇曼i普反映。将上述最优的光脉沖序列映射到目标最大相干振动状态仅仅是无限数目的这样的对中的一个。对系统，例如葡萄糖分子，的微扰的系列可被用于发现系统对任何输入微扰的一般性响应。系统函数支配分子系统(在产生任何的分子状态时)对任意输入的响应。除了确定的有限的情况外，通常难以解析地计算大多数分子种的系统函数。因此，系统函数通常必须通过迭代(循环)方法实验性地发现。在一个实施例中，通过将不同的输入激光脉冲序列的影响映射到系统的相应的喇曼响应，可以经验地确定系统函数。激光脉沖被认为是可以施加到例如葡萄糖的分子系统的相互作用哈密顿量。例如，与葡萄糖的自然哈密顿量结合在一起的相互作用哈密顿量将支配分子的量子态的演化。可用于"计算，，的可能的算子(量子计算机门"quantumcomputergate")的组为各种激光脉冲序列和自然哈密顿量。如果算子的组的差异性足够大，便可以获得在系统的状态空间中的任何轨迹，即，可以进行任何量子模拟，以便得到可以表征系统对微扰的响应的系统函数。如图3所示，为了以反馈循环表征系统的系统函数，外部樣t扰310^皮施加到目标样品320，然后通过探测器330测量目标样品320的响应。通过寻找其对于脉冲微扰、扫频微扰或随机输入驱动微扰的响应来表征衰减的简谐振子。结果为，伪随机二元微扰序列是线性振子系统函数的最有效的行列式(determinant)。对于非线性量子系统，例如葡萄糖，虽然可以粗略地将喇曼模式模型化为衰减的简谐振子，但是需要经验地确定最优输入。如果输入(微扰)组的差异性足够大，微扰的迭代自适应控制将揭示目标的系统函数。基于目标样品320的检测的响应，处理器320计算目标样品320的系统函数。从这些反复迭代的测量，处理器340计算施加到目标样品320的下一相互作用哈密顿量，并^t出系统函数的最佳猜测估计。例如，在上述的LennartLjung的著作中可以找到用于实现这些步骤中的每一个步骤的总体策略。还可以在上述的Judson和Dudovich的著作中找到与光学系统相关的具体实例。为了表征葡萄糖的系统函数，构建了葡萄糖水液的喇曼镨的基准集。该集通过常规体内喇曼实验而获得。初始，使用飞秒激光脉冲构建葡萄糖振动能级的量子相干，意味着存在通过葡萄糖分子的受辐射的群获得的振动状态的量子同步。监视葡萄糖的喇曼镨，并使用自适应控制方法以闭环自适应算法调整准备和斯托克斯脉冲以探索葡萄糖分子的系统函数。一旦知道或充分表征了葡萄糖系统函数，就检查感兴趣的物体，例如，生物体外(exvivo)生物样品、或动物体内组织，以便使用构图的激光脉冲序列确定葡萄糖的量和/或存在，该构图的激光脉冲序列基于先前使用的自适应最优化方法。基于计算的系统函数，可以预测并监视葡萄糖的喇曼镨中的期望的信号图形。该调制和解调还可以^皮看作是编码/解码过程。不同于聚焦在单一目标状态，我们观察由施加的微扰的序列产生的信号的图形。如手机信号与大的背景之间的高度分辨性所示，可以通过载波的编码调制来使信号对噪声的基本增益为几个量级大小。优选地，在微扰与检测之间应该存在足够的时间演化来利用系统的复杂性。如果在输入微扰与产生的输出响应之间在系统中发生了更多的演化，可以获得分辨性的较大增益。对目标分子的量子态空间中的轨迹的明智选择(其表示基于最优或次优量子控制脉冲序列的分子状态的演化)可以用于编码信号图形，该信号图形有助于从大噪声背景提取目标分子的信号。图4示出了一个实施例的示意性视图，该实施例用于将图形编码和解码到目标分子上以有助于在存在噪声或大的背景时检测目标分子。具有编码器的控制器400向具有自然哈密顿量的目标分子410导引激光脉冲序列的系列作为编码的相互作用哈密顿量405。通过检测器415测量目标410的响应。为了测量目标分子的存在，数据分析器420基于目标分子的已知系统函数和在目标410上编码的调制来比较测量的响应与模拟的系统。在一个实施例中，随机调制可以用于显著增强信噪比，同时减小其他噪声源，例如背景荧光。使用系统识别技术的附加的有益效果为，不仅葡萄糖测量时的信噪比增加，而且可以确定胰岛素-葡萄糖动力学的连续表现，该连续表现可以用作为对胰岛系统的健康状态的实时诊断。该方法还将有助于依据糖尿病的病情对患者群体进行分类。已全面描述了本发明。对于本领域的技术人员是显而易见的是，可以对本发明做出许多修改和改变而不背离本发明的精神和范围。权利要求1.一种量子控制方法，包括以下步骤将包含了具有量子态的目标的样品暴露到第一电子辐射，以在所述目标的所述量子态上施加第一哈密顿量，其中所述辐射在所述目标的所述量子态上编码图形；检测来自所述样品的响应；计算所述样品对所述第一电磁辐射的期望响应；以及将所述目标的所述期望响应与来自所述样品的所述检测的响应进行比较，以测量所述样品中所述目标的存在。2.根据权利要求1的量子控制方法，还包括使用反馈循环寻找最优脉冲序列，以最大化来自所述目标的信号响应，其中所述反馈循环包括在将所述目标暴露到第二电磁辐射以在所述目标的所述量子态上施加第二哈密顿量之后，检测来自所述目标的所述信号响应；计算成本函数；基于所述成本函数修改所述第二电磁辐射；以及将所述目标暴露到所述修改的第二电磁辐射。3.根据权利要求2的量子控制方法，其中根据自适应算法修改所述第二电磁辐射。4.根据权利要求3的量子控制方法，其中所述自适应算法为遗传、地貌算法、基于演化策略的算法、演化规划、模拟退火、高斯适应、爬山算法、基于系统函数的信号综合方法、或群体智能。5.根据权利要求l的方法，其中使用伪随机二元微扰图形、扫频微扰图形、随机输入驱动微扰图形、固定频率或多频率图形、或其他非规则微扰图形编码所述第一电磁辐射。6.根据权利要求l的方法，其中所述第一电磁辐射来自激光、NMR、微波、或射频产生器。7.根据权利要求6的方法，其中所述第一电磁辐射光声激励所述目标。8.根据权利要求6的方法，其中所述响应为喇曼散射。9.根据权利要求l的方法，其中所述第一哈密顿量依赖或不依赖于时间。10.根据权利要求1的方法，其中所述第二哈密顿量依赖或不依赖于时间。11.一种检测方法，包括以下步骤产生编码的微扰序列；用所述编码的微扰序列微扰样品中的目标材料的量子系统；测量所述量子系统响应于所述编码的微扰序列的第一信号，并使用系统识别来估计所述量子系统的系统函数；产生随机微扰序列；用所述随机微扰序列微扰所述样品中的所述目标材料的所述量子系统；测量所述量子系统响应于所述随机微扰序列的第二信号；使用系统识别解码来自所述量子系统的所述第二信号；以及基于其系统函数识别所述样品中的所述目标材料。12.根据权利要求10的方法，其中所述随机微扰序列包括具有幅度和频率的电磁辐射的脉沖列，并且其中至少所述脉冲链的所述幅度或频率是变化的。13.根据权利要求12的方法，其中所述目标材料的所述量子系统为生物分子或治疗成分。14.根据权利13的方法，其中所述生物分子为下列中的至少一个葡萄糖、胰岛素、病毒标志物、免疫标志物、心血管生物标志物、炎症生物标志物、胆固醇、甘油三酯、C-反应蛋白、胆红素、碱性磷酸酶、丙氨酸转氨酶、AST/GOT、TSH、肌氨酸、肌氨酸肝、清蛋白、脑脊髓流体分析物、Tau蛋白、阿尔茨海默生物标志物、血脑屏障转运生物标志物、眼房水分析物、瘢前驱物、癌抗原、毒性生物标志物、代谢生物标志物、输运生物标志物、血色素、糖尿病生物标志物、中枢神经系统生物标志物、以及泌尿生殖生物标志物。全文摘要使用量子模拟方法编码分子系统的量子响应以改善目标材料检测的敏感性并同时抑制背景。使用微扰和响应信息发现量子系统，或更普遍的复杂系统例如生理系统，的系统函数。可以将所述方法应用到凭借相干喇曼谱的医疗无创、实时、连续分子检测和量化技术，以显著地使治疗过程比现有规则更具有吸引力。文档编号H01L29/06GK101617407SQ200780044048公开日2009年12月30日申请日期2007年10月29日优先权日2006年10月27日发明者I·W·亨特尔,P·A·安克蒂尔,S·拉方丹,S·索马鲁申请人:阿里戴斯公司