美研究量子傳感技術 或大幅提高導航探測能力

美國陸軍研究實驗室科學家正在對量子傳感領域進行探討，發現可以通過技術創新，提高陸軍導航和探測能力。

美國陸軍研究實驗室傳感器與電子設備局物理學家Qudsia Quraishi博士指出，經典物理學可能限制精確感知技術(如成像和導航)的性能。他說：“精確成像通常受到光的衍射極限的限制。車輛或飛機的精確導航受到從熱波動到GPS拒止環境等諸多限制，傳統慣性導航系統基本達到性能穩定水平。”他指出，下一代精確傳感系統涉及量子傳感器，量子傳感器基于激光冷卻原子，極可能大幅提升系統性能。

激光冷卻原子是小型相干氣體原子，可以測量重力場或磁場變化，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象，這是傳統傳感器所不具備的。

Quraishi指出：利用糾纏現象，可以將不同的量子系統彼此相連，并通過一個系統的測量影響到另一個系統的結果，即使這些系統在物理上是分開的。這兩個量子系統處于略有不同的環境中，通過彼此干涉提供有關環境的信息。從理論上講，這種原子干涉儀提供的感知性能要比傳統技術高出幾個數量級。

目前，美國陸軍正在探討的量子傳感技術領域包括：陀螺儀、磁力測定、重力梯度測量、下一代小型傳感器以及原子電子技術。

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