量子科学近数十年一直是美国国防部优先研究项目，桑迪亚国家实验室研究团队近期的量子感测器开发取得重要突破，有望取代 GPS，成为不需靠外在电子讯号即可定位导航的最新技术。
量子导航透过超冷原子干涉仪（Atom Interferometry）技术，将原子冷却至极度接近摄氏零下 273.15 度的绝对零度，再透过激光光照，达成量子叠加状态（Quantum Superposition）。每个原子会同时呈现移动和停滞两种状态，各种状态会对不同外力产生反应，包括重力和加速，使用这种技术距离测量，将比现有 GPS 技术精准非常多，且不需依赖卫星讯号。
先前各方尝试开发的量子感测器原型，都需大量能源极复杂的机械结构才能运作，例如原子陀螺仪（Atom Gyroscope）和原子加速器（Atom Accelerometer)，都需要巨大真空腔体（Vaccum Chamber）抽离分子。
近期桑迪亚国家研究室（Sandia National Laboratories）团队成功运用硅酸铝、氧化铝等化学原料，大幅降低真空腔体的体积，让新型量子感测器体积和能耗缩小到实用规模。研究团队 7 月论文指出，新材质可让量子感测器有实用尺寸和能耗，更可持续运作超过 200 天。
耐用度方面，团队也测试新型感测器一年半，皆未出现故障，因此这项技术未来对军民两用定位导航有全新应用。
量子感应器除了不需依靠卫星讯号运作，不论何种地形，海上、水下甚至地底都能精确定位，新型真空腔体材质甚至对量子电脑研发预期也会有突破性发展。
- Quantum Sensor Breakthrough Paves Way For GPS-Free Navigation
（首图来源：pixabay）
