靠卫星导航的日子已经成为过去式，量子加速度计的诞生将会取代卫星来进行导航。最近，伦敦帝国理工学院与光子和量子技术专业公司M Squared的一支团队演示了英国第一个用于导航的量子加速度计。这类系统可以发送和接收来自绕地球运行的卫星的信号。量子加速度计是一个独立的系统，不依赖任何外部信号。
这一独立性尤其重要，因为卫星信号可能因高层建筑物等阻碍因素被堵塞、模仿或拒绝，甚至直接无法进行准确导航。一旦此类事件发生，对英国造成的损失一天就可达10亿英镑。而这只研发团队所展示的量子技术无疑加速了英国量子技术计划的进展，英国政府也为此投入了2.7亿英镑。加速度计可以测量出物体的速度随时间的推移所发生的变化，再结合物体的起点，就能计算出新的位置。
其实，加速度计已存在了一段时间，目前已经应用于手机和笔记本电脑之类的技术中。但是目前如果没有外部参照，这些设备还是无法在较长时间内保持准确度。
量子加速度计取代卫星导航（图片来自spaceflightinsider）
量子加速度计依赖测量超冷原子的特性而获得精度和准确度。在极低的温度下，原子表现出“量子”的行为方式，工作起来既像物质又像波。帝国理工学院冷物质中心的约瑟夫博士说，“原子处于超冷状态时，我们必须用量子力学来描述其运动方式，这让我们得以制造出所谓的原子干涉仪。”
随着原子不断移动，它们的波特性受到车辆加速度的影响。使用“光学标尺”，加速度计就能够非常准确地测量这些微小变化。借助几个相对简单的方程式，就可以计算出你的准确位置。
M Squared的量子技术科学家约瑟夫博士说，“我们致力于使冷原子量子传感器实现商业化，作为这项工作的一部分，我们开发了一种用于冷原子传感器的通用激光器系统，并且已经将该系统部署在我们研制的量子重力仪中。该激光器系统结合了高功率、超低噪声和频率可调性，可以对原子进行冷却，并提供用于加速度测量的光学标尺。”
这一系统为大型车辆的导航而设计，比如船舶、列车。而系统原理还可以用于基础科学研究，比如寻找暗能量和引力波。未来，这种量子技术会走出基础科学实验室，应用于更广阔的实际问题。
本文属于原创文章，如若转载，请注明来源：GPS导航不再靠卫星 量子加速度计可实现//biz.zol.com.cn/702/7028955.html
