AUKUS條約成員將目光投向革命性的量子衛星導航
Q-CTRL公司已獲得澳大利亞國防部的一份合同,利用非常小的原子來引導非常大的潛艇,為AUKUS條約合作夥伴開發量子力學系統,以引導潛艇執行長時間的水下任務。潛艇的最大優勢在於其隱身性。
現代軍用潛艇一旦潛入水下,就極難被發現。這不僅使潛艇成為戰爭武器,也使其成為和平武器,因為潛艇可以被派往不穩定地區展示武力,而不是直接挑釁。事實上,甚至根本不需要派遣潛艇就能達到同樣的效果。
然而,這種能力是有代價的。其中之一就是潛艇比水面艦艇更難航行。一旦潛入水下,潛艇就無法獲得GPS信號,也無法看到太陽或星星,因此艇長只能使用陀螺羅盤和慣性制導系統進行離線運算,這些系統通過測量潛艇沿三個軸線的轉向和加速度,自動計算出潛艇的航向和位置。
這種系統行之有效,所有現代潛艇都在使用,但也非常有限。隨著時間的推移,制導系統會不斷積累誤差,潛艇會越來越偏離航道,直到與應有的位置相差數英里。這意味著潛艇必須不時進入潛望鏡深度以獲得導航定位,這也使其容易被探測到。
為了克服這一問題,Q-CTRL公司正在開發一種系統,利用量子傳感器更精確地完成目前慣性制導系統所做的工作。該系統利用了量子傳感技術,即利用量子力學的特殊性質,包括量子糾纏、量子乾涉和量子態擠壓。
簡單地說,這意味著量子導航系統可以利用單個原子的運動來精確確定潛艇的航向和位置,並保持極高的精確度。根據Q-CTRL公司的說法,這種系統每在水下運行1000小時,就有可能計算出水下1英里(1.6公里)以內的潛艇位置。
這其中的一個關鍵因素是一個被稱為”軟件堅固性”的概念。量子傳感的一個缺點是非常容易受到干擾,這會在計算中引入大量噪聲,降低可靠性。但是,通過應用特殊的軟件分析,可以對系統進行編程,以尋找目標信號並拒絕乾擾。
由於這項技術是根據AUKUS條約開發的,因此不僅澳大利亞可以使用,美國和英國也可以共享。
Q-CTRL首席執行官兼創始人Michael J. Biercuk教授表示:”從第一天起,我們就知道我們在量子控制方面的專業知識能夠開啟量子技術的全新應用,我們可以完全通過軟件將量子計算機和量子傳感器的性能提升幾個數量級。現在,我們很高興能將這些能力應用到澳大利亞的一項關鍵國防任務中。”