美研究量子傳感技術(shù) 或大幅提高導(dǎo)航探測(cè)能力

美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家正在對(duì)量子傳感領(lǐng)域進(jìn)行探討，發(fā)現(xiàn)可以通過技術(shù)創(chuàng)新，提高陸軍導(dǎo)航和探測(cè)能力。

美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室傳感器與電子設(shè)備局物理學(xué)家Qudsia Quraishi博士指出，經(jīng)典物理學(xué)可能限制精確感知技術(shù)(如成像和導(dǎo)航)的性能。他說：“精確成像通常受到光的衍射極限的限制。車輛或飛機(jī)的精確導(dǎo)航受到從熱波動(dòng)到GPS拒止環(huán)境等諸多限制，傳統(tǒng)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)基本達(dá)到性能穩(wěn)定水平?！彼赋?，下一代精確傳感系統(tǒng)涉及量子傳感器，量子傳感器基于激光冷卻原子，極可能大幅提升系統(tǒng)性能。

激光冷卻原子是小型相干氣體原子，可以測(cè)量重力場(chǎng)或磁場(chǎng)變化，不僅非常精確，而且靈敏度很高。此外，量子傳感器利用量子糾纏的物理現(xiàn)象，這是傳統(tǒng)傳感器所不具備的。

Quraishi指出：利用糾纏現(xiàn)象，可以將不同的量子系統(tǒng)彼此相連，并通過一個(gè)系統(tǒng)的測(cè)量影響到另一個(gè)系統(tǒng)的結(jié)果，即使這些系統(tǒng)在物理上是分開的。這兩個(gè)量子系統(tǒng)處于略有不同的環(huán)境中，通過彼此干涉提供有關(guān)環(huán)境的信息。從理論上講，這種原子干涉儀提供的感知性能要比傳統(tǒng)技術(shù)高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)。

目前，美國(guó)陸軍正在探討的量子傳感技術(shù)領(lǐng)域包括：陀螺儀、磁力測(cè)定、重力梯度測(cè)量、下一代小型傳感器以及原子電子技術(shù)。

利用陀螺儀，可以測(cè)量物體旋轉(zhuǎn)變化，因此原子陀螺儀可以用于精確導(dǎo)航和地震探測(cè)。重要的是，基于原子的導(dǎo)航不需要GPS信號(hào)，因此，可以在GPS拒止環(huán)境下使用。總之，量子傳感技術(shù)將給美國(guó)陸軍帶來諸多益處。