研究人员在格陵兰岛进行测试导航量子传感器

　　6 月，一个用于测量加速度的量子传感器将被固定在一架红色双水獭螺旋桨飞机的机舱内，并在格陵兰岛努克的 Godthåbsfjord 上空呈锯齿形飞行。该传感器由法国国有公司 ONERA 开发，通过试飞，DTU 研究人员将记录量子传感器确定地球引力场的准确程度。如果 GPS 卫星导航在危机情况下卡住，研究人员还将测试未来如何使用基于量子的导航系统更精确地导航。

　　“通俗地说，量子传感器类似于加速度计，许多现代智能手机中都有加速度计，用于确定手机的方向和运动。在量子传感器中，加速度计位于真空容器中，铷原子已被冷却至接近绝对零，即 -273 度。原子的运动准确地反映了地球的重力和飞机的加速度，并使用激光记录，”DTU Space 教授 René Forsberg 解释道。仪器开发仍处于早期阶段，设备重达数百公斤，附带电子、激光和真空设备。

　　量子传感器的试飞将在由丹麦资助的绿色量子项目中进行，其结果将用于欧洲未来的量子方法倡议量子战，这是在由欧洲EDF)资助的 ADEQUADE项目中开发的。

　　在 ADEQUADE 中，35 个欧洲合作伙伴正在合作，将量子传感器技术从目前占据飞机大部分空间的庞大设备缩减为咖啡杯大小的基于传感器的芯片技术。

　　DTU Space 和 ONERA 都是 ADEQUADE 的合作伙伴，并在 2017-2019 年的先前合作中在冰岛和比斯开湾测试了一个量子加速度计。因此，DTU 在世界上第一个展示了使用量子传感器测量飞机地球引力场变化的机会——这方面的技术术语是量子重力测量。量子重力测量在气候变化监测和地球动力学研究中具有重要应用，例如在火山或地震带中。

　　在格陵兰岛试飞

　　在格陵兰岛的试飞中，DTU 的研究人员和博士生将量子传感器安装在陀螺仪稳定床上，该床始终保持水平，从而确保与精确的 GPS 测量一起，针对飞机的运动不断校正量子测量. 与此同时，商用空中导航装置开始飞行，总的来说，它为研究人员提供了几厘米精度内的飞机位置概览。这使得以非常高的精度 (10 -6 g)确定重力场并生成数据将用于改进格陵兰基于 GPS 的高度测量和保护数据以更好地校正量子导航等目的成为可能。

　　“在选定的航段，我们将断开所有常规导航系统，仅使用量子传感器飞行。这使我们能够收集有关量子导航精确度的数据——与重力图和飞机在空中的运动有关，”René Forsberg 解释道。改进的重力图是充分利用量子传感器进行精确导航的完全必要的背景数据。

　　独立于 GPS 信号

　　在目前的量子传感器中，一个激光源只记录原子的上下运动，但如果传感器配备多个激光器，则可以仅依靠量子传感器来控制飞行器，从而独立于来自信息的信息。可干扰或可欺骗的 GPS 系统。这种干扰和欺骗在乌克兰战争中经常发生，我们也看到了丹麦 GPS 干扰的例子。

　　量子导航，特别是如果它可以缩小到芯片大小，未来可以在任何地方使用，包括建筑物、地下和潜艇。量子加速度计还可以通过测量重力场的变化，对冰川融化、全球海平面上升和洪水等气候变化进行更精确的卫星测量，因此 DTU 还参与了一个平行的欧盟项目 CARIOQA，为未来的欧洲量子卫星任务。