量子羅盤可以不依靠GPS進行導航,中國又一項目衝破美國技術封鎖

航空航天 GPS 英國 通信 伽利略 軍事編輯部 2018-12-08

就在上週,英國方面傳來消息,正在脫歐的他們要退出“提出了19年、至今仍未成型”的歐盟“伽利略”計劃,而先前投入的12億英鎊可能就此打了水漂。那麼日薄西山的大英哪裡來的反抗勇氣呢?原因大概就是此前“英國帝國理工學院”研發的量子導航裝置。

從衛星到量子

就“衛星導航系統”而言,我們在日常生活中多有接觸,並不陌生。以美國GPS和中國北斗為代表的衛星導航系統,在軍事領域、交通導航、衛星授時、應急指揮方面都發揮了非常重要的作用。當然缺點也不是沒有,比如說精度、保密性和抗干擾三個方面。所以催生新導航系統也是非常有必要的。

量子羅盤可以不依靠GPS進行導航,中國又一項目衝破美國技術封鎖

衛星定位系統還是有一定侷限性的,少顆“星星”都不行

這次英國宣佈的量子“羅盤”就是這方面的產品,其利用超冷原子對於地球磁場和重力場的感知來進行導航。可以不依賴全球定位系統,便能夠確定地球上任何地方的精確位置。即使在戰時GPS衛星導航全部被幹擾的情況下,這個量子羅盤仍然能夠發揮作用,這意味著傳統戰場上用於干擾對方導航的作戰手段統統失效,即使沒了衛星定位系統,飛機已然飛的穩,導彈依舊打得準。

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英國這次公佈的系統還比較“大”,暫不支持個人用戶

英國人確實有了突破,但中國在“量子導航”領域並不落後,甚至可以說英國還排在後邊。早在2016年,中國北京自動化控制設備研究所承擔的,“基於磁共振的微小型原子自旋陀螺儀關鍵技術”就已經完成了原理樣機的研製。雖然與英國“冷原子、量子加速度計”有所差異,但目標都是一致的。都是在不依賴衛星定位的情況下,實現精度定位。雖說短期內還無法取代GPS,但長遠來看GPS步入“博物館”也只是個時間問題。

量子導航方案

量子導航方案:目前國際上主要有兩種方案。

1.利用原子干涉儀結合高精度原子鐘,實現小型化高精度慣性傳感器件。代表有美國的PINS計劃和英國的QPS計劃。特點:重視高精度。

2.利用原子自旋陀螺或微機械陀螺結合微型加速度計和芯片級原子鐘,實現微型慣性傳感單元。代表有美國的Micro-PNT計劃,我們技術也應屬於這一範疇。特點:重視小型化

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內部結構需要大量系統來穩定冷原子形態

世界領先的中國“量子”

量子技術近年來一直備受關注,中國也一直在此領域內不斷髮力,爭取自己應有的地位,鞏固自己的話語權。甚至可以看到,即便對於掌握“核心科技”的美國,我們也能在量子領域的不少方面,都能實現彎道超車走在前面。

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我國光量子衛星通訊基地,在戈壁灘上非常壯觀

2016年8月,世界上第一顆量子科學實驗衛星——墨子號成功發射,並且在2017年進行了千公里、星地雙向、量子糾纏分發,首次實現衛星與地面的高速量子發射,同時也是首次實現量子密鑰分發和隱形傳態。其中量子祕鑰在軍事安全領域有著極其重要的作用,是目前人類唯一已知的不可竊聽、不可破譯的無條件安全的通信方式。

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墨子號升空的一瞬間

同樣在2017年,中國科研團隊成功構建了光量子計算機,並且演示了該計算機的能力。這是中國科研團隊第一次完成超越早期經典計算機的光量子計算機,也是目前世界上糾纏數目最多的超導量子比特處理器。

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說出來你可能不信,光量子計算機就長這樣,是不是跟我們平時的計算機不太一樣

毫無疑問,中國的“量子”科技正在飛速向前,可以說,量子通訊、量子導航、量子計算機,這些高科技元素正在積聚“能量”,未來有望改變戰爭面貌。而站在第一梯隊的我們,只需拭目以待,看看“量子”與“軍事”究竟能碰撞出怎樣的火花。

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