研究人員朝著製作手持式“量子指南針”邁出了至關重要的一步，這可能有一天可以幫助人們在沒有全球定位系統（GPS）的情況下導航。
科學家成功地將激光系統微型化，該激光系統通常是冰箱的大小，以執行稱為ATOM干涉法的傳感技術。該系統現在適合矽微芯片，該團隊於7月10日在期刊科學進步。
“我認為這真的很令人興奮，”研究負責人作者Ashok Kodigala，是阿爾伯克基桑迪亞國家實驗室的一名矽光子科學家 陳述。 “對於許多不同的應用程序，我們在小型化方面取得了很多進展。”
像光一樣，電子有時會像波浪一樣行事。原子乾涉法利用該特性來精確測量加速度，旋轉和角速度。這些變量可以幫助量子指南針用戶在不使用GP的情況下測量和跟踪自己的位置，這依賴於在設備和衛星之間不斷傳輸信號。
與發出光束的激光不同，原子乾涉儀會發出超級冷原子的光束，然後使用光而不是鏡子來操縱束。干涉儀測量不同路徑上的原子之間的相位差異 - 波的峰和谷之間的峰值和槽之間的差異。在兩條路徑上的能量的任何變化，例如從與光的相互作用接收能量的原子，都會將原子移入和偏移。科學家可以使用它來測量原子的加速速度。
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通常，製作量子指南針所需的六個原子乾涉儀會填滿一所小房子。但是，科學家通過利用光子集成電路（一種現有的微型激光技術）來構建微型調節器，從而使系統的一部分變得越來越小，從而使光束的頻率用於不同功能。
不過，調節器面臨著自己的挑戰。他們經常添加“迴聲”，稱為邊帶，需要抑制該儀器正常工作。通過仔細調整控制調節器的無線電頻率，團隊降低了不需要的邊帶的強度100,000倍。
科迪加拉在聲明中說：“與那裡的情況相比，我們已經大大提高了性能。”
儘管取得了進展，但微小的量子指南針尚未準備好上架。科學家仍在努力將其他組件微型化，並將它們全部整合到一個芯片中。但是團隊已經在縮水方面取得了進步 系統的其他部分並加強微妙的設備，以防止振動，衝擊和輻射。
最終，量子指南針可以幫助人們在不可用GP的區域或GPS信號被阻止時在衝突區域中導航。以及為支持指南針提供的技術而開發的技術，可以在其他部門（例如LiDar和）中找到用途量子計算。
“我對看到這些技術進入真實應用非常熱情，”研究合著者彼得·施溫特桑迪亞（Sandia）的一位量子傳感科學家在聲明中說。
