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取代 GPS，美國量子感測器取得突破!
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作者:
manyiu
時間:
2021-11-8 02:04 PM
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取代 GPS，美國量子感測器取得突破!
作者 Alan Chen | 發布日期 2021 年 11 月 04 日
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量子科學數十年來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。
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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。
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先前各方嘗試開發的量子感測器原型，都需大量能源和複雜的機械結構才能運作，其中如原子陀螺儀（Atom Gyroscope）和原子加速器（Atom Accelerometer)等，都需要透過巨大真空腔體（Vaccum Chamber）來抽離分子。
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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 7 月發表的論文指出，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。
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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。
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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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