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量子传感器可能即将进入太空

发布时间:2021-03-26 来源:金属加工

量子技术正朝着新的高度发展-从字面上看:量子公司Q-CTRL计划将超灵敏的量子传感器和导航设备发送到太空,作为探索月球上水和其他资源的任务的一部分美国宇航局的宇航员将在未来着陆。


这家澳大利亚公司采用控制工程原理来改善量子设备的硬件性能,将提供量子技术来协助七姐妹航天工业财团组织的无人飞行任务,计划于2023年开始。


该联盟由太空初创公司Fleet Space于去年成立,目前正致力于将纳米卫星和探测传感器发送到月球以寻找资源,并为将来的人类探索提供有用的数据。收集到的信息将为NASA的Artemis计划提供信息,该计划将在2024年之前将第一名女性和下一个男子降落在月球上,为以后的火星探测工作创造一个可持续的人类生存空间。


太空任务不可避免地需要下一代工具。在这种情况下,量子传感器显示出很大的希望:它们利用微小的量子粒子的极其脆弱的状态来提供非常精确的测量。尽管量子态的不稳定性可能是其他领域(例如量子计算)的主要障碍,但在量子感测中却恰恰相反。量子粒子对干扰的敏感性可用于创建超响应式测量仪器。


在太空中,这可能意味着通过基于量子的重力检测和磁场传感器来远程检测液态水和矿藏。


该技术还可以用于月球上的精确导航:量子传感器可以有效地测量车辆的加速度和旋转度,从而无需连接GPS或卫星就可以进行导航。


这意味着对于长时间失去遥测性接触的任务,例如传感器或月球暗面的车辆,车辆可以在数小时内而不是数天至数周内准确地导航。


该公司正在与基于AI的导航硬件公司合作,共同开发融合了量子技术和经典技术的导航系统。两家公司先前将量子增强的精密导航和计时描述 为该领域的革命性发展。


作为一家提供量子控制工程的公司,Q-CTRL主要致力于稳定量子系统免受干扰并增加其输出,该公司非常重视软件开发;但正如所解释的那样,构建硬件也是业务模型的核心。


“在量子感测领域的一些客户已经在使用我们的软件工具来扩展自己的设备,以进行基础物理实验之类的事情。我们通过内部硬件的努力,从系统设计的角度出发利用量子控制,将这一观点进一步提升了几步,“


作为Q-CTRL与“七姐妹”财团的合作伙伴关系的一部分,该公司将使用其自身的内部硬件来构建量子传感器和导航系统,该系统将在登月任务中发送。根据Biercuk的说法,该团队目前正在构建可在现场部署的系统原型,并将在接下来的几年中朝着太空认证迈进。


Q-CTRL的首席执行官解释说,量子传感器实际上比全尺寸的量子计算机更接近市场:传感器不需要操纵数百万个单独控制的量子状态,而只需要操纵一个量子系统即可。由于已经有大量的研究致力于量子感测领域,因此有望很快出现某些应用,并且将迅速推出市场就绪型设备。


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例如,在英国,政府多年来一直 通过其国家量子技术计划 (NQTP)投资于量子传感。伯明翰大学领导着一个耗资8000万英镑(1.11亿美元)的量子传感器和计量学财团,并且作为国家物理实验室的一部分,最近成立了一家量子计量学研究所。


量子计量研究所所长Rhys Lewis在最近的网络研讨会上谈到NQTP时指出,量子感测将有效地引领量子革命的开始:“量子传感器和成像领域有大量工作,我认为是该计划中最有趣的首批产品的发源地。”当时的刘易斯说。


尽管听起来像是太空探索任务的雄心勃勃,但Q-CTRL的首席执行官已经开始考虑该公司在量子感测方面的下一步工作。Biercuk的计划包括为自动驾驶汽车网络和海事应用提供高稳定性的导航系统,以及来自低地球轨道的地理空间情报。


“例如,从过去的科学任务中我们知道,我们可以使用重量分析法监测地下,地表和冰中的水,” Biercuk说。“我们希望发展持续的重力测量法,将其作为管理气候对农业等地区的重要新工具。” 这些只是量子技术有望开启的可能性的世界中的少数几个例子,而并非全部都基于太空。

来源: 72iot