全球首款量子“罗盘”问世！

[摘要]英国帝国理工学院的研究人员研制出全球首款用于导航的量子加速度计。

科技日报北京11月12日电 （记者刘霞）据英国帝国理工学院官网近日报道，该校研究人员和M Squared公司携手，研制出全球首款用于导航的量子加速度计。这款量子“罗盘”是不依赖全球定位卫星（GPS）的防干扰导航装置，能确定地球上任何地方的精确位置。

今天的大多数导航依赖包括GPS在内的全球卫星定位系统，这些系统会发送和接收来自绕地球轨道运行的卫星的信号，而新的量子加速度计是一个独立系统，不依赖任何外部信号。这一点尤其重要，因为卫星信号可能遭到封锁、拦截，甚至蓄意破坏或攻击，导致无法准确导航。

加速度计测量物体速度随时间变化，借助这一变化以及物体的起点，可计算出物体所在新位置。虽然加速度计出现在手机和笔记本电脑等设备中，但它们必须频繁地重新校准，若用于导航，每次最多只能连续工作几个小时。

研究团队在英国国家量子技术展示会上展示了这种可移动、可商用的量子加速度计。它依靠测量极低（接近绝对零度）温度下超冷原子的运动来工作，在这种超冷状态下，冷原子表现为“量子”方式，就像物质和波一样。帝国理工学院冷物质中心的约瑟夫·科特博士说：“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，这使我们能制造出原子干涉仪等设备。”

为使原子足够冷并探测它们的特性，需要能精确控制的功能强大的激光器。M Squared公司历时3年研制出了一种用于冷原子传感器的通用激光系统，具有高功率、低噪声和频率可调性等特征，可对原子进行冷却，并为加速度测量提供光学标尺。

研究人员指出，新量子“罗盘”的设计初衷是为大型车辆、船只等导航，但也可用于寻找暗能量和引力波等基础科学研究。

2013年，量子研究被英国政府确定为优先领域，研究重点是军事技术。此后，通过英国国家量子技术计划，英国政府在5年内对该领域投资了2.7亿英镑。