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许赟

2018-11-17 | 前沿

英国研制出世界首个量子导航装置

据英国《独立报》网站2018年11月9日刊文,]英国科学家已经验证了世界首个独立的量子“罗盘”,可在无需卫星的情况下实现高精度导航。伦敦帝国理工学院和位于格拉斯哥的M平方激光公司的研究人员表示,量子导航装置能够克服传统GPS系统的许多问题,包括高层建筑内的信号堵塞或信号干扰。M平方公司首席执行官格雷姆•马尔科姆表示:“它是独立的,也可以运输,因而可以用于任何运动装置的导航,如舰船和飞机。” “最终我们甚至可以利用这项技术为个人提供导航,因为我们正在努力将其小型化,以能够用于智能手机。”该装置代表了英国首个商业化可行的量子加速度计,它远先进于当今手机和笔记本电脑中所采用的各种加速度计。

使用加速度计进行导航的想法并不是一个新概念 - 因为它们可以测量物体速度随时间变化的速度 – 然而到目前为止,各种加速度计的精度仍显不足,无法与GPS等其他技术相比。量子加速度计通过测量超冷原子的属性而实现的非常高的精度和准确性,这意味着任何可能的精度损失都“微乎其微”。来自帝国理工学院冷物质中心的Joseph Cotter博士表示:“当原子超冷时,我们必须用量子力学来描述它们的运动方式,这使我们能够制造出原子干涉仪。”

该装置的实际应用首先可以在航运业中看到,因为它能够解决目前GPS导航目前存在的一系列问题。

伦敦帝国理工学院冷物质中心主任Ed Hinds教授指出:“我们需要新型导航技术,因为目前世界非常依赖全球卫星网络来告诉每个人他们的位置。”“但是GPS系统实际上很容易被模拟,事实上据估计,如果卫星导航系统被拒止,仅英国每天就会损失大约10亿英镑。”马尔科姆博士进一步表示,GPS模拟(或称之为信号欺骗)也可能使货船面临海盗风险,海盗通过发射欺骗信号,可以将高价值货物引诱到危险区域。“这只是量子导航技术应用的开始,”他指出, “像海森堡和爱因斯坦这样的科学家在他们的理论中描述了这些量子思想,但直到现在才实际将它们变为现实。”“这种技术提供的进步是令人难以置信的。首先是模拟模式,然后是数字模式 - 下一次伟大的飞跃就将是量子模式。”

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