船舶没有GPS也能导航 首个3D量子加速计研发完成

. v' Z" e0 r( ]; @; p6 D& k6 [

10月31日，据报道，法国科学家研制出了首个可以开展三维(3D)测量的量子加速计，有望帮助船只在没有GPS信号的时候导航，也可用于更精确绘制地球内部的情况。相关研究已经提交预印本网站(arxiv.org)。

据悉，加速计是一种跟踪物体位置的小型设备，通过检测物体运动和位置的变化来工作，广泛应用于手机、无人机等。

! R$ ]" M. T$ z8 E* \3 S- l; r3 N

几十年前，人们就知道量子效应可用于制造更精确的加速计，但迄今建造的大多数量子加速计只能沿一条直线进行一维测量。

7 \5 Z0 E- ~8 [7 O- T* q3 f

为改进这一点，法国国家科学研究中心的菲利普鲍耶及其同事研制出了首个可以进行3D测量的量子加速计。

这款3D加速计的外壳是一个40厘米长的金属盒，里面有3个激光器和1个较小的玻璃盒，玻璃盒里装满了铷原子——所处温度仅比绝对零度高一点点。在这一极端寒冷的温度下，量子效应“现身”，使原子的行为像物质波。

为测量运动的变化，3束激光分别沿盒子的长度、宽度和高度方向照射原子，迫使原子发生碰撞，产生波纹，波纹的性质取决于加速计的运动。

9 o% A S" B& G W D. }

通过分析波纹图案，量子加速计可以计算激光器的加速度。鲍耶表示，由于原子可以被非常精确地控制，所以整个装置非常精确。

a- y1 v, B- b

研究人员将该加速计置于一张可以摇晃和旋转的桌子上，结果发现计算误差约为20米；而标准非量子设备的测量误差为1公里。

; E3 M% c- b7 ^) L! d+ @7 R

澳大利亚国立大学的约翰克洛斯表示，对于轮船等容易发生振动的大型交通工具，这项技术或许非常适用。配备了量子加速计，如果GPS信号出现故障或被黑客干扰，船只都可以保持非常准确的航向。

2 R# m+ A& v | 1 ^+ x5 @; d+ P' x9 r) ?

4 W' Z( G* C% k$ w) V" W, P D ' B: `! X( l6 Z4 B8 n/ p8 M2 [ & {, v8 D' o* N 7 S+ _* y# \- L* m. T, Y8 m/ `. A, \* e