利用量子技術找到一個隱藏在地下的物體–這是一個期待已久的里程碑，對工業、人類知識和國家安全具有深遠的影響。英國國家量子技術中心的伯明翰大學研究人員在《自然》上報告了他們的成就。這是世界上第一個在實驗室條件之外的量子重力梯度儀。

量子重力梯度儀是根據國防部的合同和英國研究院資助的重力先鋒項目開發的，它被用來在現實世界的條件下找到埋在地表下一米的戶外隧道。它贏得了一場將該技術帶到室外的國際競賽。

該傳感器的工作原理是利用量子物理學原理檢測微重力的變化，該原理是基於在亞分子水平上操縱自然。這一成功開闢了一條商業之路，進而大大改善了對地面以下存在物的測繪。

這將意味著：

減少建築、鐵路和公路項目的成本和延誤；

改進對自然現象的預測，如火山爆發；

發現隱藏的自然資源和建築結構；

在不破壞挖掘的情況下了解考古學的奧秘。

伯明翰大學冷原子物理學負責人、英國量子技術中心傳感器和計時的主要調查員Kai Bongs教授表示：“這是傳感領域的一個’愛迪生時刻’，其將改變社會、人類理解和經濟。有了這一突破，我們就有可能在探索、建設和維修時結束對不良記錄和運氣的依賴。此外，目前看不見的地下地圖現在更近了一大步，這結束了我們對南極洲的了解多於我們街道下幾英尺的情況。”

目前的重力傳感器受到一系列環境因素的限制。一個特別的挑戰是振動，它限制了所有用於勘測的重力傳感器的測量時間。如果這些限制能得到解決，調查可以變得更快、更全面和更低的成本。

伯明翰原子乾涉測量學負責人、該研究的論文主要作者Michael Holynski博士和他在伯明翰的團隊開發的傳感器是一個重力梯度儀。他們的系統克服了振動和其他各種環境挑戰以便在該領域成功應用量子技術。

跟工程學院Nicole Metje教授領導的土木工程師合作實現的成功探測是一個長期開發項目的高潮，該項目從一開始就跟終端用戶緊密聯繫。

這一突破將使未來的重力測量變得更便宜、更可靠、交付速度快10倍並將測量所需時間從一個月減少到幾天。它有可能為重力測量開闢一系列新的應用並為了解地下提供一個新的視角。

RSK的地球科學和工程主任George Tuckwell教授說道：“探測地面狀況如礦井、隧道和不穩定的地面對我們設計、建造和維護住房、工業和基礎設施的能力至關重要。這項新技術所代表的改進能力可以改變我們繪製地面和交付這些項目的方式。”

這項突破是伯明翰大學、環境、工程和可持續發展解決方案供應商RSK、Dstl（英國國防部下屬的國防科學與技術實驗室）和技術公司Teledyne e2v之間的合作。