美国海军正研究量子传感器,可解决潜艇航行误差问题

应用报道 量科网 2021-05-25 17:48

量子力学是一门描述原子和亚原子级尺度下自然界运动规律的物理学理论。这种全新的看世界的方式,可以被用来改善人类的计算、通信和测量等能力。

美国海军研究生院(NPS)的物理教授Frank Narducci是一名资深量子技术专家,他带领的一个研究团队正在探索量子技术在海军领域的实际用途。该团队目前将工作重点放在研究量子传感器上,这种传感器无需用水下或太空中的GPS定位就能探测和跟踪平台的运动。

美国海军正研究量子传感器,可解决潜艇航行误差问题

传统的方法是在潜艇上使用惯性传感器来确定其在水下的旋转和加速度,这要经常检查该经典传感器以及GPS信息来确定潜艇所处的位置。但很多时候,潜艇的实际位置会与GPS提示的位置不一致,惯性传感器可能会有一英里或者更长距离的误差,出现这样的错误是由于传感器读数不匹配造成的。

Narducci教授带领该团队进行两个主要的量子传感器研究项目。一个研究项目涉及如何提高传感器的整体精度,通常更长的测量时间会测的更准确。美国国家研究委员会(NRC)的博士后研究员Jefferey Lee在这个项目进行研究,他想知道时间和精度标度之间的关系有多精确,以及如何用有益的方式进行更改。

另一个项目是尝试实际制造量子传感器。该传感器需要两个平行的原子束干涉仪,用以区分旋转运动和线行运动。这种量子传感器使用的是原子而不是光子,因为原子质量更高对变化也更敏感。如果能用它解决行驶时的误差问题,这将有利于节约燃料、节省时间和隐藏潜艇等目的。(编译:Qtech)