美军研究量子传感技术 以大幅提高导航探测能力

     

     




     

        
       
       

    美国陆军研究实验室科学家正在对量子传感领域进行探讨，发现可以通过技术创新，提高陆军导航和探测能力。

    美国陆军研究实验室传感器与电子设备局物理学家Qudsia Quraishi博士指出，经典物理学可能限制精确感知技术(如成像和导航)的性能。他说：“精确成像通常受到光的衍射极限的限制。车辆或飞机的精确导航受到从热波动到GPS拒止环境等诸多限制，传统惯性导航系统基本达到性能稳定水平。”他指出，下一代精确传感系统涉及量子传感器，量子传感器基于激光冷却原子，极可能大幅提升系统性能。

         






         

    激光冷却原子是小型相干气体原子，可以测量重力场或磁场变化，不仅非常精确，而且灵敏度很高。此外，量子传感器利用量子纠缠的物理现象，这是传统传感器所不具备的。

    Quraishi指出：利用纠缠现象，可以将不同的量子系统彼此相连，并通过一个系统的测量影响到另一个系统的结果，即使这些系统在物理上是分开的。这两个量子系统处于略有不同的环境中，通过彼此干涉提供有关环境的信息。从理论上讲，这种原子干涉仪提供的感知性能要比传统技术高出几个数量级。

    目前，美国陆军正在探讨的量子传感技术领域包括：陀螺仪、磁力测定、重力梯度测量、下一代小型传感器以及原子电子技术。

    利用陀螺仪，可以测量物体旋转变化，因此原子陀螺仪可以用于精确导航和地震探测。重要的是，基于原子的导航不需要GPS信号，因此，可以在GPS拒止环境下使用。总之，量子传感技术将给美国陆军带来诸多益处。（李耐和）