使用量子技術(shù)定位了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(yè)、人類知識和國家安全具有深遠的影響。

來自英國國家量子技術(shù)中心傳感器和計時領(lǐng)域的伯明翰大學(xué)研究人員報告了他們在《自然》雜志上的成就。它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(jù)國防部的合同和 UKRI 資助的 Gravity Pioneer 項目開發(fā)的，用于在地表以下一米的真實條件下尋找埋在室外的隧道。它贏得了將技術(shù)帶到戶外的國際競賽。

該傳感器通過使用量子物理學(xué)原理檢測微重力的變化來工作，該原理基于在亞分子水平上操縱自然。

這一成功開辟了一條商業(yè)道路，可以顯著改善地下存在的地圖。

這將意味著：

• 降低建設(shè)、鐵路和公路項目的成本和延誤。
  

• 改進了對火山爆發(fā)等自然現(xiàn)象的預(yù)測。

• 發(fā)現(xiàn)隱藏的自然資源和建筑結(jié)構(gòu)。

• 在不破壞挖掘的情況下了解考古奧秘。

伯明翰大學(xué)冷原子物理系主任、英國量子技術(shù)中心傳感器和計時首席研究員凱邦斯教授說：“這是傳感領(lǐng)域的‘愛迪生時刻’，它將改變社會、人類理解和經(jīng)濟。

“有了這一突破，我們有可能在探索、建造和修復(fù)時結(jié)束對糟糕記錄和運氣的依賴。此外，目前不可見的地下地圖現(xiàn)在更近了一步，結(jié)束了我們對南極洲比我們街道下方幾英尺的地方�！�

當前的重力傳感器受到一系列環(huán)境因素的限制。一個特別的挑戰(zhàn)是振動，它限制了用于測量應(yīng)用的所有重力傳感器的測量時間。如果可以解決這些限制，調(diào)查可以變得更快、更全面、成本更低。

該傳感器由伯明翰原子干涉測量學(xué)負責(zé)人、該研究的主要作者邁克爾霍林斯基博士及其在伯明翰的團隊開發(fā)，是一種重力梯度儀。他們的系統(tǒng)克服了振動和其他各種環(huán)境挑戰(zhàn)，以便在該領(lǐng)域成功應(yīng)用量子技術(shù)。

與工程學(xué)院 Nicole Metje 教授領(lǐng)導(dǎo)的土木工程師合作實現(xiàn)的成功檢測是長期開發(fā)計劃的高潮，該計劃從一開始就與最終用戶密切相關(guān)。

這一突破將使未來的重力測量更便宜、更可靠，交付速度提高 10 倍，將測量所需的時間從一個月縮短到幾天。它有可能為重力測量開辟一系列新應(yīng)用，為地下提供一個新的鏡頭。

RSK 地球科學(xué)與工程部主任 George Tuckwell 教授說：“檢測礦山作業(yè)、隧道和不穩(wěn)定地面等地面條件對于我們設(shè)計、建造和維護住房、工業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施的能力至關(guān)重要。新技術(shù)代表可以改變我們繪制地圖和交付這些項目的方式。”

這一突破是伯明翰大學(xué)、環(huán)境、工程和可持續(xù)性解決方案提供商 RSK、Dstl（國防科學(xué)和技術(shù)實驗室，英國國防部的一部分）和技術(shù)公司 Teledyne e2v 之間的合作。