世界上第一次检测由火山过程引起的重力变化是使用量子重力仪进行的，这种设备即使在其他技术无法使用的条件下也能提供高质量的数据。这些成果是在高科技公司iXblue和美国国家地理科学研究所(INGV-OE)进行的一项研究中提出的。他们的工作最近发表在美国地球物理联盟(AGU)的同行评审期刊《地球物理研究快报》上。

在由欧盟H2020计划资助的NEWTON-g项目框架内，他们对iXblue制造的绝对量子重力仪(AQG)进行了改进，使其适合在恶劣的环境条件下使用，并于2020年8月把它安装在埃特纳火山的山顶活动区，以测试其作为火山监测仪器的潜力。从那时起，AQG进行了近乎连续的重力测量，在他们的出版物中，iXblue和INGV-OE提供了一个为期四个月的重力数据时间序列。

该重力仪安装在距离埃特纳火山活跃陨石坑的约2.5公里处，尽管条件非常不利(缺电、温度变化剧烈、存在灰尘和腐蚀性火山气体)和是高海拔的环境，但该设备仍能产生持续的高质量火山震动数据。

INGV-OE高级研究员、该论文的合著者Daniele Carbone说：“安装在埃特纳火山顶火山口附近的AQG设备提供了一个重力时间序列，它没有受到其他重力仪受到的仪器问题的影响。它即使在不利的环境条件下，也有可能检测到不同时间尺度上的微小重力变化，这反映了与火山相关的地质变化。”

地球引力场的变化可以揭示有关地下的有用信息：从判断隧道和洞穴的存在到检测地下水甚至岩浆的动态。iXblue的AQG是一种交钥匙、便携且易于操作的量子传感器，它能够使用被称为原子干涉测量的量子技术测量重力场的变化。通过使用激光冷却至接近绝对零度的铷原子云作为测试质量，iXblue的AQG可以感知重力的微小变化。

iXblue量子传感器部门研发经理、该出版物的合著者Vincent Menoret解释说：“发生在地球表面以下的质量再分配，例如当岩浆通过活火山的供给系统移位时，可能会随着时间的推移引起重力发生微小的变化，这可以通过我们的AQG检测到。iXblue与其合作伙伴在量子传感器开发方面取得的最新进展已经能够实现开发便携式重力仪，该重力仪如今已证明了其在现场条件下运行的能力，使量子技术成为了工业现实。”

iXblue量子传感器部门和该出版物的合著者Jean Lautier-Gaud总结道：“该结果证实了量子重力测量的操作可能性，并为重力测量在地球物理学中的应用开辟了新的视野。这一杰出成就也是冷原子技术成熟的一个明显体现。我们可以期待在使用中性原子的量子计算领域和使用量子中继器的远距离量子通信领域产生更广泛的影响。”（编译:Qtech）