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激光器助力 全球首款量子“羅盤”問世

星之球科技 來源:中國科技網2018-11-15 我要評論(0 )   

全球首款量子羅盤圖片來源:英國帝國理工學院官網據英國帝國理工學院官網近日報道,該校研究人員和M Squared公司攜手,研制出全

激光器助力 全球首款量子“羅盤”問世

 全球首款量子“羅盤”圖片來源:英國帝國理工學院官網
 
據英國帝國理工學院官網近日報道,該校研究人員和M Squared公司攜手,研制出全球首款用于導航的量子加速度計。這款量子“羅盤”是不依賴全球定位衛(wèi)星(GPS)的防干擾導航裝置,能確定地球上任何地方的精確位置。
 
今天的大多數導航依賴包括GPS在內的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng),這些系統(tǒng)會發(fā)送和接收來自繞地球軌道運行的衛(wèi)星的信號,而新的量子加速度計是一個獨立系統(tǒng),不依賴任何外部信號。這一點尤其重要,因為衛(wèi)星信號可能遭到封鎖、攔截,甚至蓄意破壞或攻擊,導致無法準確導航。
 
加速度計測量物體速度隨時間變化,借助這一變化以及物體的起點,可計算出物體所在新位置。雖然加速度計出現在手機和筆記本電腦等設備中,但它們必須頻繁地重新校準,若用于導航,每次最多只能連續(xù)工作幾個小時。
 
研究團隊在英國國家量子技術展示會上展示了這種可移動、可商用的量子加速度計。它依靠測量極低(接近絕對零度)溫度下超冷原子的運動來工作,在這種超冷狀態(tài)下,冷原子表現為“量子”方式,就像物質和波一樣。帝國理工學院冷物質中心的約瑟夫·科特博士說:“當原子超冷時,我們必須用量子力學來描述它們的運動方式,這使我們能制造出原子干涉儀等設備。”
 
為使原子足夠冷并探測它們的特性,需要能精確控制的功能強大的激光器。M Squared公司歷時3年研制出了一種用于冷原子傳感器的通用激光系統(tǒng),具有高功率、低噪聲和頻率可調性等特征,可對原子進行冷卻,并為加速度測量提供光學標尺。
 
研究人員指出,新量子“羅盤”的設計初衷是為大型車輛、船只等導航,但也可用于尋找暗能量和引力波等基礎科學研究。
 
2013年,量子研究被英國政府確定為優(yōu)先領域,研究重點是軍事技術。此后,通過英國國家量子技術計劃,英國政府在5年內對該領域投資了2.7億英鎊。
 
總編輯圈點
 
量子物理顛覆了宏觀世界的種種常識,具有波粒二象性的粒子顯得那么飄忽神秘。而實際上,很多技術的基礎都是量子物理,只是普通人無知無覺?,F在,基于量子物理的量子加速度計問世,它不依賴GPS,靠著自己就能實現精準定位和精確導航。量子物理問世100余年,基于量子技術的各類應用也正在向人們走來。利用量子屬性,我們也許可以改造升級更多目前已經得到大規(guī)模應用的設備,讓它們變得更簡易,也更準確。量子技術的商業(yè)應用時代是不是已經啟幕了呢?

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