本文首次發表在 對話 該文章涉及Space.com的出版物。 聲音專家:專家和見解–
塞繆爾·萊爾路(Samuel Lellouch) 他是伯明翰大學數字配對的助理教授,他是量子系統和量子技術建模和模擬理論的研究和創新活動的領導者。
美國航天器 – US航天器測試旋轉X-37B是由啟動操作引起的。 第八航班 2025年8月21日進入空間,X-37B在太空中所做的一切。但是它是現代實驗平台的一部分
這些實驗之一是使用量子科學作為導航工具的GP的可能選擇:量子傳感器。
從智能手機到飛行和物流,諸如全科醫生之類的衛星系統在我們的日常生活中廣泛存在,但是在任何地方都無法使用GP。這項技術可以徹底改變該航天器,飛機,船隻和潛艇在不可用或入侵的環境中導航。
在太空中,尤其是除GPS信號的軌道外,它不是可靠或缺失的。就像水下一樣,潛艇根本無法訪問GP,即使在GPS信號世界中,也可以完成。 卡住 (部落格), 偽造 (創建GPS接收器認為它們處於不同的位置)或禁用 – 例如,在衝突期間
這使得沒有GPS的導航成為重大挑戰。在這種情況下,必須具有從任何外部信號自由工作的導航系統。
傳統的 導航系統 (INS)使用加速器和陀螺儀來測量車輛導航的加速度和旋轉可以通過跟踪車輛隨時間移動來評估位置。想想坐在閉上眼睛的汽車中:您仍然可以感覺到轉彎和速度,大腦與隨著時間的流逝的預測結合在一起。
儘管最終沒有指標,但小錯誤將會累積,您將失去所有位置。就像相同的經典惰性系統:當小測量錯誤時,它們將逐漸從路線上浮出水面,需要從GPS或其他外部信號中進行編輯。
量子可以幫助
如果你想念 Qantum物理學在您的腦海中可能發生的事情是一個奇怪的世界,即粒子具有死者和生命的Schrödinger的相同行為和貓。這些想法確實解釋了小粒子(例如原子)的行為。
在非常低的溫度下,原子對量子力學規則的服從:它們像波浪一樣起作用,並且可以同時存在。
在 傳感器,船上惰性量子 x -37b使用一種稱為的技術 干涉原子原子在類似於中心的溫度下很酷,因此它們的作用像波浪。在每個原子中詳細詳細介紹的激光器的使用將分為SO被稱為重疊狀態,這與Schrödinger的貓相似,因此它同時沿著兩條路線旅行。
由於原子在量子力學中像波一樣起作用,所以這兩種路線都彼此干擾,從而產生了類似於在水上重疊的波的模式。這種格式的處方是有關原子環境如何影響旅程的詳細信息。尤其是運動的最小變化,例如傳感器的旋轉或加速度的旋轉,允許在這些“波浪”中檢測到的標記。
與經典惰性導航系統相比,量子傳感器的敏感性更高。由於與機械組件或電子設備不同的相同和不變的原子,它可能會浮動或更少的偏見。結果是很長的時間,並且高度準確,沒有外部參考。
即將到來的X -37B任務將是第一次在太空中測試量子導航測試。以前的任務,例如 NASA的冷原子實驗室 和 德國太空機構的Maius-1軌道或飛行中有原子的飛行。亞軌道並成功地在太空中的原子接口背後執行物理學,儘管出於導航目的並不特別。
另一方面,X-37B實驗被設計為現實世界中高效且高效的導航單元。長期任務。它將下層原子分子從純科學王國移動到了飛行和空間的真實用途。這是一個很大的飛躍。
這對軍事和民航都有重要意義。對於美國太空大軍而言,它表明了在運營中變得更加靈活的步驟,尤其是在GP可能會被拒絕以拒絕將來的太空探索(例如火星,火星甚至深空),而獨立性是量子導航的關鍵。但這是可靠的備份
指導導航只是從實驗室的研究轉變為現實世界中應用程序的更廣泛量量浪潮的一部分。雖然量子和量子通信的計算通常會竊取標題,例如量子手錶和審查制度,但它很可能是第一個廣泛使用的人。
包括美國,中國和英國在內的國家正在大力投資於發現量子的惰性,最近的空氣和海底測試顯示了2024年的強大合同,Boi and Aoseense在世界上運營了全球。 飛行中量子的第一個惰性導航測試。 在船員上
這顯示了連續的GPS導航大約四個小時。同年,英國首先被公眾接受。 量子航行飛行測試 在商業飛機上
今年夏天,X -37B任務將使這些進度進入太空。因為軍隊的性質,測試可能仍然很安靜和未知。但是,如果成功,可以記住,這是空間導航使用量子來向前跳的時候。