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量子定位系统在GPS失败时进入

点击量:   时间:2017-11-02 22:10:10

保罗·马克斯(图片来源:丹尼·劳森/新闻协会)2016年,一艘英国潜艇将在量子世界的指导下滑行停泊并启航它将要测试的导航系统应该记录船只的位置,其准确度是以前的1000倍如果成功,这种称为量子定位的系统可以小型化,用于飞机,火车,汽车甚至手机这将在城市的混凝土峡谷或自动驾驶车辆中提供备用导航工具,其中GPS信号的丢失可能是危险的 GPS不能在水下工作,因此潜水艇使用加速度计进行导航,以记录船只在淹没并失去其最后定位定位后的每次扭转和转弯但这不是很准确 “今天,如果一艘潜艇在没有GPS定位的情况下度过一天,那么当它潜水时,它的导航漂移大约为一公里,”Porton Down的英国国防科学与技术实验室(DSTL)的Neil Stansfield说 “量子加速度计将减少到1米”为了创造超灵敏量子加速度计,斯坦菲尔德的团队受到诺贝尔奖获奖者的启发,激光可以捕获并冷却真空中的原子云到几分之一度绝对零度以上一旦冷却,原子就会达到容易被外力扰动的量子态 - 然后可以使用另一个激光束来跟踪它们这样可以查找由扰动引起的任何变化,然后将其用于计算外力的大小 DSTL团队希望这种设置可用于潜艇的真实环境中,其中力的大小将与潜水艇在海中挥动时的运动相对应他们的原型量子加速度计,类似于一个1米长的鞋盒,将于2015年9月在陆地上进行试验,该团队将在本周在特丁顿的英国国家物理实验室的一次会议上说它最初将沿着一个轴运行,然后再添加两组激光和被捕获的原子以适应所有三个维度的运动每个都会冷却100万个铷原子 “一旦我们了解了第一代,我们就会开始将其小型化用于其他应用,”斯坦斯菲尔德说然而,这还不是一个完成的交易,因为加速度计无法区分微小的引力效应和船只运动引起的加速度 “如果潜水艇通过一个重力吸引到西部的水下山,那感觉就像向东方加速一样,”伦敦帝国理工学院冷物质中心的爱德华·海因斯说,他正在为DSTL开发加速度计 “这意味着需要非常好的重力图才能正确导航”DSTL并不是唯一一个追求量子导航的人:美国,中国和澳大利亚的团队正在追逐同样的奖项 “超级精确的导航使潜水艇的船长更容易入睡,”英国Faslane北约潜艇救援服务负责人,皇家海军潜艇前导航员John Powis说他说,这也将使未经检测的巡逻变得更容易,因为潜艇不再需要将桅杆暴露在GPS中 “超精确导航将使潜艇上尉更容易入睡”但是Powis认为这种技术可能对未来几代武器产生最大影响 - 一旦它缩小了尺寸 “潜艇不需要知道它的位置,以米和厘米为单位,”他说 “但是像导弹或炮弹这样的弹丸可能会”DSTL团队认为该技术在战争之外的应用也是如此“10到20年前,这需要一个巨大的低温冷却器,但激光冷却的原子云正在改变这一切 ,“团队领导Stephen Till说他说,未来几代技术可能会进入从汽车到智能手机的各个方面 “我们确信尺寸和功率将会被广泛使用”这篇文章将在标题“原子引导”下出现更多关于这些主题: