英國研發出首款用於精確導航的量子加速計

軍情 11-16

原標題：英國研發出首款用於精確導航的量子加速計

在11月9日於倫敦開幕的英國國家量子科技展上， M2激光系統公司宣布其已與帝國理工學院聯合研製出首款用於精確導航的量子加速計，並在現場進行了演示。

與當前絕大多數平台依賴全球導航衛星系統（GNSS）通過發送和接收來自繞地球軌道運行的衛星的信號進行定位和導航不同，量子加速計是一套完全獨立的系統，無需依賴外部信號。

傳統衛星導航的缺陷是容易遭到干擾和屏蔽，在建築物內、地下等複雜環境中信號極弱甚至可能中斷。根據英國政府的估計，衛星導航系統服務每中斷一天，就將造成約10億英鎊的損失。

此次展示的量子加速計不但是一套獨立、完整的系統，而且便於機動，這也是英國政府近五年來耗資2.7億英鎊開展的「英國國家量子科技計劃」所取得的最新成果。

加速計可以測量物體的運動速度隨時間變化的具體方式，並依託這一特性和物體運動的起點，計算其新的位置。事實上加速計並非新鮮事物，目前廣泛存在於手機、電腦等電子設備中，但如果長時間缺乏外部參照係數，將難以維持其準確性。

帝國理工學院冷物質中心的約瑟夫·考特爾博士稱，「當原子處於超冷狀態時，就可以用量子力學描述其運動方式，並以此製造出原子干涉儀。原子隨干涉儀搭載平台的運動而產生波動，這些微小的變化可以通過『光學尺』進行精密測量，從而計算出加速度」。

為了使原子保持足夠的低溫，並在響應加速度時產生可供測量的波動特徵，需要功率非常強大且能夠精確控制的激光器。M2激光系統公司量子科學家約瑟夫·索姆博士表示，該公司開發了一種用於超低溫原子感測器的通用激光系統，並已在量子重力儀中實現了應用，目前也被用於量子加速度計。該通用激光系統具有高功率、低雜訊和頻率可調性的特點，可以對原子進行冷卻，並為測量加速度提供「光學尺」。