日常日子中，不管是驾驭车辆、外卖点单仍是运动训练，常常会用到卫星导航技能。那么，没有卫星导航信号或信号很弱时，人们该怎么导航？科学家提出了一种新思路——将量子传感器应用于导航，完成卫星信号拒止条件下的定位、导航、授时功用。卫星信号拒止条件是指导航卫星信号遭到搅扰、遮挡乃至歹意进犯等无法正确输出导航参数信息的景象。

  4月初，澳大利亚Q-CTRL公司的一项研讨宣告，他们研制出首个在商业上可行的量子惯性导航体系，其精度可达传统惯性导航体系的46倍。现在，量子导航范畴已成为世界科研前沿热门之一，我国、美国、俄罗斯和欧盟等都提出了各自的开展计划和时刻表。

  量子导航体系运用的量子传感器，是一种使用量子力学原理来勘探微观世界的新式东西。它们使用量子相干效应或量子羁绊等特性，可完成对某些物理量的准确丈量，比方电磁场、时刻、重力加速度、温度、压力、角速度等。凭仗超高精度、超高灵敏度、超快响应速度等特色，量子传感器有望带来颠覆性改动，打破传统传感器瓶颈。

  第一种是量子惯性导航体系，其结构与传统惯性导航体系根本相似，主要由原子陀螺仪、原子加速度计、原子钟和信号搜集处理单元等4个部分构成。经过对原子的量子调控，原子陀螺仪可完成超高灵敏度的惯性丈量，包含对运动物体加速度、角速度的精准丈量，实时核算其方位和姿势。比方，在传统惯性导航体系下，潜艇定位差错每天可达数公里，而量子惯性导航体系的差错有望完成每月小于1公里。这一体系在未来深空勘探中也大有可为。

  第二种和第三种计划分别是量子磁力导航和量子重力导航。因为地球各区域的磁场和重力加速度都不相同，理论上咱们咱们可以制作出地球磁场地图和重力加速度地图，在卫星信号拒止条件下，经过量子传感器丈量磁场或许重力加速度的改变，将搜集的数据与已知的地图比对，就能快速确认本身方位。现在，英国现已使用无人机搭载量子磁强计，并辅佐其他技能办法，完成10厘米精度的卫星信号拒止环境定位。

  这两种计划还可应用于地下勘探、海底潜航。深地、深海等环境是卫星导航常见的盲区，量子导航可以适用于勘探地下百米级的地质结构、地下无人驾驭地铁的厘米级定位等。

  全体来看，量子导航体系优势明显。它具有比传统卫星导航更高的精度，而且不依赖外部信号，在卫星信号受限或受搅扰的环境中仍能正常作业。一起，量子传感器的信号不向外发射，不易被外部勘探和截获，也具有比较好的隐蔽性。

  不过，当时开展量子导航体系还面对许多困难：一是体系设备较为杂乱，本钱高；二是量子传感器对外界外因极为灵敏，需求研制先进的屏蔽技能和抗搅扰算法，以进步杂乱环境下的适应性和安稳才能；三是发生的数据量巨大，有必要进行高效的数据处理，并消除累计差错。若可以打破这些应战，未来交融传统卫星导航和量子导航的全球导航体系，不只将为咱们的日常日子带来更多便当，还将助力人类探究更宽广的星斗大海。