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軍工航天新聞

基于激光冷卻原子美國開發(fā)量子傳感技術(shù)

星之球科技 來源:中國行業(yè)研究網(wǎng)2013-03-28 我要評論(0 )   

美國陸軍研究實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家正在對量子傳感領(lǐng)域進(jìn)行探討,發(fā)現(xiàn)可以通過技術(shù)創(chuàng)新,提高陸軍導(dǎo)航和探測能力。 美國陸軍研究實(shí)驗(yàn)室傳感器與電子設(shè)備局物理學(xué)家Qudsia Quraish...

        美國陸軍研究實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家正在對量子傳感領(lǐng)域進(jìn)行探討,發(fā)現(xiàn)可以通過技術(shù)創(chuàng)新,提高陸軍導(dǎo)航和探測能力。

  美國陸軍研究實(shí)驗(yàn)室傳感器與電子設(shè)備局物理學(xué)家Qudsia Quraishi博士指出,經(jīng)典物理學(xué)可能限制精確感知技術(shù)(如成像和導(dǎo)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(jī)的精確導(dǎo)航受到從熱波動到GPS拒止環(huán)境等諸多限制,傳統(tǒng)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)基本達(dá)到性能穩(wěn)定水平。”他指出,下一代精確傳感系統(tǒng)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(tǒng)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(xiàn)象,這是傳統(tǒng)傳感器所不具備的。

  Quraishi指出:利用糾纏現(xiàn)象,可以將不同的量子系統(tǒng)彼此相連,并通過一個(gè)系統(tǒng)的測量影響到另一個(gè)系統(tǒng)的結(jié)果,即使這些系統(tǒng)在物理上是分開的。這兩個(gè)量子系統(tǒng)處于略有不同的環(huán)境中,通過彼此干涉提供有關(guān)環(huán)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(tǒng)技術(shù)高出幾個(gè)數(shù)量級。

  目前,美國陸軍正在探討的量子傳感技術(shù)領(lǐng)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(shù)。

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

 

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