这个小型设备，或将开启脱离GPS卫星的导航新时代

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文章转载自微信公众号今日北斗，来源：《AVS Quantum Science》，版权归原作者及刊载媒体所有。

据《AVS Quantum Science》杂志的报道，日前美国桑迪亚国家实验室（SNL）的研究人员设计并制造出了第一台高效且足够可靠的小型“原子云”设备。

这款设备有足够的的潜力让量子传感器从实验室走向市场，推动脱离GPS卫星的新导航时代的到来。

图源丨Sandia National Laboratories

本文译自

《AVS Quantum Science》

今日北斗对此略有修改

01

GPS具有局限性

全球定位系统是现代最常用的导航技术，它目前拥有最先进的程序，如实时同步到卫星网络的原子钟。正因为如此，世界各地无数设备使用GPS实现最精确的导航功能。

然而，GPS设备容易受到信号干扰和位置的影响，这可能导致商用和军用车辆的导航系统失效。

新的导航核心开发目的就是解决这个难题。Schwindt表示，通过装备该设备，未来的车辆可能会跟踪自己的位置，而无需依赖卫星。它像原子钟一样精确，而且还有额外的功能，如通过铷的成分来测量加速度和旋转。

02

实际应用的紧凑性关键

原子加速度计和陀螺仪已经存在，但无法用于飞机的导航系统。究其原因，是因为他们体积庞大且耗电，需要一个大型真空系统和数千伏的电力。

为这项研究做出贡献的桑迪亚博士后科学家 Bethany Little 说：“量子传感器是一个不断发展的领域，你可以在实验室中展示很多应用，但是当你将它移入现实世界时，你必须解决很多问题，其中包括使传感器紧凑和坚固。物理是在一立方厘米（0.06立方英寸）的体积内发生的，任何大于这个体积的东西都是浪费空间。”

Little的团队已经证明，量子传感可以在没有高功率真空系统的情况下工作，这在不牺牲可靠性的情况下将封装缩小到了实用尺寸。

图源丨Sandia National Laboratories

另外，为进一步防止污染物进入细管内，Schwindt 与桑迪亚材料科学家合作，用钛和蓝宝石建造了腔室，这些材料特别擅长阻挡氦气等气体。

由于钛室必须像核武器一样可靠工作多年，因此建筑过程采用了桑迪亚磨练的先进制造技术，并将先进的材料用于核武器部件。

目前，桑迪亚团队正在继续监控该设备。他们的目标是在五年内保持该技术的密封性和可操作性，这是显示该技术已准备就绪的一个重要里程碑。与此同时，他们正在探索简化制造的方法。

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编辑：谭江梅 审核：宋元硕

指导：万剑华教授