美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家正在對(duì)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(cè)能力。
美國(guó)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(dòng)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(cè)量重力場(chǎng)或磁場(chǎng)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(cè)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(jí),。
目前,,美國(guó)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(cè)定,、重力梯度測(cè)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(cè)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(cè)。重要的是,,基于原子的導(dǎo)航不需要GPS信號(hào),,因此,可以在GPS拒止環(huán)境下使用,??傊孔觽鞲屑夹g(shù)將給美國(guó)陸軍帶來諸多益處。