【取代 GPS,美国量子传感器取得突破】
量子科学数十年来一直是美国国防部优先研究项目,桑迪亚国家实验室研究团队近期的量子传感器开发取得重要突破,有望取代 GPS,成为不需靠外在电子信号即可定位导航的最新技术。
量子导航透过超冷原子干涉仪技术,将原子冷却至极度接近摄氏零下 273.15 度的绝对零度,再通过激光光照,达成量子叠加状态。每个原子会同时呈现移动和停滞两种状态,各种状态会对不同外力产生反应,包括重力和加速,使用这种技术距离测量,将比现有 GPS 技术精准非常多,且不需依赖卫星讯号。
先前各方尝试开发的量子传感器原型,都需大量能源和复杂的机械结构才能运作,其中如原子陀螺仪和原子加速器等,都需要透过巨大真空腔体来抽离分子。
近期桑迪亚国家研究室团队成功运用硅酸铝、氧化铝等化学原料,大幅降低真空腔体的体积,让新型量子传感器体积和能耗缩小到实用规模。研究团队 7 月发表的论文指出,新材质可让量子传感器有实用尺寸和能耗,更可持续运作超过 200 天。
耐用度方面,团队也测试新型传感器一年半,皆未出现故障,因此这项技术未来对军民两用定位导航有全新应用。
量子感应器除了不需依靠卫星信号运作,不论何种地形,海上、水下甚至地底都能精确定位,新型真空腔体材质甚至对量子计算机研发预期也会有突破性发展。
