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    美陆军研究量子传感器或大幅度提高导航探测能力

    2013-11-26    点击数:611

    美国陆军研究实验室科学家正在对量子传感领域进行探讨,发现可以通过技术创新,提高陆军导航和探测能力。

    美国陆军研究实验室传感器与电子设备局物理学家Qudsia Quraishi博士指出,经典物理学可能限制精确感知技术(如成像和导航)的性能。他说:“精确成像通常受到光的衍射极限的限制。车辆或飞机的精确导航受到从热波动到GPS拒止环境等诸多限制,传统惯性导航系统基本达到性能稳定水平。”他指出,下一代精确传感系统涉及量子传感器,量子传感器基于激光冷却原子,极可能大幅提升系统性能。

    激光冷却原子是小型相干气体原子,可以测量重力场或磁场变化,不仅非常精确,而且灵敏度很高。此外,量子传感器利用量子纠缠的物理现象,这是传统传感器所不具备的。

    Quraishi指出:利用纠缠现象,可以将不同的量子系统彼此相连,并通过一个系统的测量影响到另一个系统的结果,即使这些系统在物理上是分开的。这两个量子系统处于略有不同的环境中,通过彼此干涉提供有关环境的信息。从理论上讲,这种原子干涉仪提供的感知性能要比传统技术高出几个数量级。

    目前,美国陆军正在探讨的量子传感技术领域包括:陀螺仪、磁力测定、重力梯度测量、下一代小型传感器以及原子电子技术。

    利用陀螺仪,可以测量物体旋转变化,因此原子陀螺仪可以用于精确导航和地震探测。重要的是,基于原子的导航不需要GPS信号,因此,可以在GPS拒止环境下使用。总之,量子传感技术将给美国陆军带来诸多益处。

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