美国量子传感器取得突破 有望取代GPS

据智邦网11月4日消息，美国桑迪亚国家实验室的科研小组已研制出无需动力和大规模设备的量子传感器，可为包括无人机在内的军民应用提供不依赖卫星信号的空中、水下、地下导航，该传感器不用担心长期使用的可持续性，已在实验室运行了一年半。

量子导航通过原子干涉过程得以实现，当把原子冷却到绝对零度以上百万分之一度时，通过光束照射，可使其形成量子叠加态。每个原子会同时呈现运动和静止两种态，不同状态对重力和加速度的反应不同，这样便可进行类似距离的测量，精度比GPS还高，也不用再依赖太空卫星可能被破解的信号，包括弱信号或伪信号。

但是，测量量子叠加需要没有粒子干扰的环境，目前，大多数原子陀螺仪和加速度计都需要较大的精密真空装置，该装置能从磁光阱中吸附分子。桑迪亚国家实验室的科研小组已经实现了从氧化铝、硅铝酸盐和其它化学物质中被动吸附和清除杂乱分子，设备尺寸和所需动力得以大大减少。实验室在7月份发表的论文指出，已经研制了真空室，通过被动泵取方法，可达到从磁光阱中吸附分子所需的足够压力，该装置已经运行了200天以上。这种真空室自2020年4月密封以来，已经运行了18个多月，性能仍然保持良好。

据悉，这类惯性传感器可用于GPS导航不可或缺的场景和GPS信号被阻断的环境，如航空和自动驾驶领域、水下和地下作业环境。

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