ColdQuanta获得美政府255万美元资助,研发量子原子钟与小型离子阱系统

企业动态 量科网 2021-04-17 13:39

专门从事冷原子量子技术的ColdQuanta已获得美国政府机构的两项价值255万美元的开发合同。这两个项目均基于该公司的量子内核(Quantum Core)技术,该技术使用冷却至接近绝对零温度的原子,并使用激光以极高的精度操控原子。

原子钟原型

国防研究与工程局副秘书长办公室(OUSD R&E)向ColdQuanta拨款了180万美元,用于开发原子钟原型,该原子钟是实现关键任务正常运行所必需的,是一种可用于全球的高精度位置导航和计时功能的基础设施。原子钟用于GPS/GNSS系统以及时间分配服务,这些服务是金融网络、计算机、电视和无线电服务以及其他应用程序的基础。

它将替代现有的定位导航授时系统PNT(Positioning,Navigation,and Timing)。目前基于卫星的GPS之类的服务可能会被欺骗,缺乏加密或其他安全功能,并且通常无法提供所需的信号强度。根据ColdQuanta的说法,因此不依赖GPS的PNT系统的开发和部署是所有政府和行业的关键需求。该公司表示,这对于移动系统(例如飞机和航天器)尤其如此,即使在无法使用GPS的情况下,也需要非常精确地知道其所处位置。

在该项目下,如果丢失GPS信号,ColdQuanta将提供具有“即时开启”功能的最先进的原子钟,其计时精度能与最佳商业时钟相媲美。它还将是坚固、便携式和紧凑的设计,以便能够在飞机上使用,并且将把需求期间的功率消耗降至最低。

高性能原子钟是互联网、电网、金融网络和自主导航的心脏。将其与ColdQuanta的相关惯性导航设备(如陀螺仪、加速度计和重力仪)的开发相结合,将形成全球第一个量子定位系统。ColdQuanta执行主席兼首席执行官Dan Caruso说:“我们很高兴与美国国防部紧密合作,以满足他们的迫切需求,同时也提高了未来这一无懈可击的全球定位技术所需的能力。”

小型离子阱系统

此外,空军研究实验室(AFRL)为ColdQuanta的高性能微型离子阱系统的开发提供了75万美元的资助。紧凑型离子阱系统适用于包括量子网络、量子计算、计量和计时等在内的一系列量子应用。

ColdQuanta之前开发出了一种微型离子阱系统原型机,其性能可与传统大尺寸的真空系统相媲美。该系统能使性能和鲁棒性最大化,同时使尺寸、重量和功耗最小化。AFRL资助的新项目将在该原型的基础上提高其性能和降低成本,并为可部署的量子平台创建可靠的体系结构。

ColdQuanta获得美政府255万美元资助,研发量子原子钟与小型离子阱系统

玻色–爱因斯坦凝聚

萨特恩德拉·玻色(Sattendra Bose)和阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)在1924年发现了玻色-爱因斯坦冷凝聚(BEC,也被公认为是物质的第五种形态)。七十年后,美国国家标准与技术研究院(NIST)在科罗拉多大学博尔德分校首次合成出BEC,该研究的两名合作者Eric Cornell和Carl Wieman在2001年获得了诺贝尔奖。他们的同事达娜·安德森(Dana Anderson)与其他研究人员在此基础上共同创立了ColdQuanta量子创业公司,该公司正利用“第五种物质”作为其冷原子量子技术的基础。

当原子冷却到比绝对零仅高几百分之一的温度时,它们就具有量子性质。然后用激光排列这些原子将其固定在适当的位置,并对它们进行计算并测量结果。这就是量子计算、量子通信和量子传感的一种技术原理。

ColdQuanta正在与包括大型商业公司、国防机构、科研单位、以及专注于量子技术的公司在内的全球客户合作,借助冷原子量子技术促进他们产品和服务的开发。ColdQuanta的总部位于博尔德,目前在威斯康星州的麦迪逊和英国牛津设有办事处。(编译/Rainet)