桑迪亚国家实验室设计的紧凑设备或成为下一代导航系统的关键组成部分。
不要被它的钛金属外壁或蓝宝石观察口所欺骗——美国桑迪亚国家实验室（SNL）制造的这个“小怪物”，有望开启脱离GPS卫星的新导航时代。SNL的科学家Peter Schwindt说：“这是第一台小型、高效且足够可靠的‘原子云’设备，它有潜力让量子传感器从实验室走向市场。”
全球数以万计的设备需要依靠GPS卫星来导航，精确计时的原子钟能让卫星网络完全同步。然而，GPS信号存在被干扰风险。在信号被干扰或欺骗后，导航系统甚至可能完全瘫痪。因此，未来的飞行器可能会自行追踪方位：像原子钟一样精确的机载激光设备能测量加速度和旋转，进而实现无GPS导航。
SNL博士后研究员Bethany Little说：“现有的原子加速度计和陀螺仪无法满足飞机导航系统的需求，因为它们的尺寸实在太大，功耗实在太高了。量子传感器正处于蓬勃发展阶段，在实验室内，科学家们可以展示各种各样的量子传感应用。然而，当把它们放到现实世界中时，各式各样的问题就相继浮现了。例如，传感器的紧凑性和可靠性，就是制约其发展的两大‘拦路虎’。”
Little和她的团队已经证实，量子传感设备可以在缺乏高能真空系统的情况下工作。这将在不牺牲传感设备可靠性的前提下，大幅缩减其尺寸。一套被称为“消气剂”的设备取代了笨重的真空泵，通过化学反应消除“入侵”的分子。消气剂只有橡皮大小，也无需电源驱动。为了进一步隔绝污染物，研究人员选择用钛和蓝宝石打造系统反应室。
目前，SNL团队正在继续监控设备，他们希望在5年内将其投入使用。
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编译：德克斯特 审稿：西莫 责编：陈之涵
期刊来源：《AVS量子科学》
期刊编号：2639-0213
原文链接：https://phys.org/news/2021-10-device-usher-gps-free.html
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