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標題: 美國量子感測器將取代GPS [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2021-11-5 04:37 PM 標題: 美國量子感測器將取代GPS

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　　量子科學近數十年一直是美國國防部優先研究項目﹐桑迪亞國家實驗室研究團隊近期的量子感測器開發取得重要突破﹐有望取代GPS﹐成為不需靠外在電子訊號即可定位導航的最新技術。
　　量子導航透過超冷原子干涉儀(Atom Interferometry)技術﹐將原子冷卻至極度接近攝氏零下273.15度的絕對零度﹐再透過雷射光照﹐達成量子疊加狀態(Quantum Superposition)。每個原子會同時呈現移動和停滯兩種狀態﹐各種狀態會對不同外力產生反應﹐包括重力和加速﹐使用這種技術距離測量﹐將比現有GPS技術精準非常多﹐且不需依賴衛星訊號。
　　先前各方嘗試開發的量子感測器原型﹐都需大量能源極複雜的機械結構才能運作﹐例如原子陀螺儀(Atom Gyroscope)和原子加速器(Atom Accelerometer)﹐都需要巨大真空腔體(Vaccum Chamber)抽離分子。
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　　近期桑迪亞國家研究室(Sandia National Laboratories)團隊成功運用矽酸鋁﹑氧化鋁等化學原料﹐大幅降低真空腔體的體積﹐讓新型量子感測器體積和能耗縮小到實用規模。研究團隊論文指出﹐新材質可讓量子感測器有實用尺寸和能耗﹐更可持續運作超過200天。耐用度方面﹐團隊也測試新型感測器一年半﹐皆未出現故障﹐因此這項技術未來對軍民兩用定位導航有全新應用。
　　量子感應器除了不需依靠衛星訊號運作﹐不論何種地形﹐海上﹑水下甚至地底都能精確定位﹐新型真空腔體材質甚至對量子電腦研發預期也會有突破性發展。

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