全球首款量子“羅盤”圖片來源：英國帝國理工學(xué)院官網(wǎng)

據(jù)英國帝國理工學(xué)院官網(wǎng)近日報道，該校研究人員和M Squared公司攜手，研制出全球首款用于導(dǎo)航的量子加速度計。這款量子“羅盤”是不依賴全球定位衛(wèi)星（GPS）的防干擾導(dǎo)航裝置，能確定地球上任何地方的精確位置。

今天的大多數(shù)導(dǎo)航依賴包括GPS在內(nèi)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，這些系統(tǒng)會發(fā)送和接收來自繞地球軌道運行的衛(wèi)星的信號，而新的量子加速度計是一個獨立系統(tǒng)，不依賴任何外部信號。這一點尤其重要，因為衛(wèi)星信號可能遭到封鎖、攔截，甚至蓄意破壞或攻擊，導(dǎo)致無法準(zhǔn)確導(dǎo)航。

加速度計測量物體速度隨時間變化，借助這一變化以及物體的起點，可計算出物體所在新位置。雖然加速度計出現(xiàn)在手機和筆記本電腦等設(shè)備中，但它們必須頻繁地重新校準(zhǔn)，若用于導(dǎo)航，每次最多只能連續(xù)工作幾個小時。

研究團隊在英國國家量子技術(shù)展示會上展示了這種可移動、可商用的量子加速度計。它依靠測量極低（接近絕對零度）溫度下超冷原子的運動來工作，在這種超冷狀態(tài)下，冷原子表現(xiàn)為“量子”方式，就像物質(zhì)和波一樣。帝國理工學(xué)院冷物質(zhì)中心的約瑟夫·科特博士說：“當(dāng)原子超冷時，我們必須用量子力學(xué)來描述它們的運動方式，這使我們能制造出原子干涉儀等設(shè)備。”

為使原子足夠冷并探測它們的特性，需要能精確控制的功能強大的激光器。M Squared公司歷時3年研制出了一種用于冷原子傳感器的通用激光系統(tǒng)，具有高功率、低噪聲和頻率可調(diào)性等特征，可對原子進行冷卻，并為加速度測量提供光學(xué)標(biāo)尺。