首先我们要知道这个所谓的量子导航设备是什么。这个量子导航设备全名叫做量子加速度计,也就是说,这是一个利用量子技术造出来的测量加速度的仪器。如下图所示,就是英国帝国理工学院和M Square公司共同研制的量子加速度计。

其实加速度计这个东西我们不陌生,因为我们现在的手机里面就有这个仪器,当然了,不是利用量子技术。有了这个加速度计,手机就可以知道手机在不同点的加速度是多少,理论上就可以推算到每个时间点的速度,最后当然就得到了手机的位置了。

这样的导航,跟卫星导航的原理是不一样的。这种导航叫惯性导航。惯性导航的应用很多,其最大的好处就是不需要外界的信号,仅仅凭借自身的仪器就可以推测手机所处的位置。

所以说,现在的GPS和北斗之类的卫星导航,到了室内、地下接收不到GPS信号的地方就没有办法工作了,而惯性导航却可以让导航继续。

但是现在的传统惯性导航也同样有个缺点,就是误差太大。简单来说,可能每个时间点测量的加速度都只会有一点点的误差,但经过几个小时的积累,这个误差就不是一点点了,最后根本就没法使用。

而这次的这个量子加速度计实际上就是利用冷原子的波粒二象性来测量物体的加速度,精度非常高,很大程度上弥补了这个缺点。

下面就是这个装置的原理图,简单说,当原子温度足够低的时候,可以近似地把这颗原子看作是静止的,然后哪怕是最微小的加速度也会引起这个原子的位移,通过激光捕捉原子的运动就可以判断物体的加速度了。

这个装置这么好,是不是可以完全取代GPS之类的东西呢?我认为至少在短期之内没有办法取代,主要有两个原因:第一个是这个仪器的大小,我们看一下下面这张图,就可以发现,即便这个装置已经走出实验室、可以商用了,但是其体积依然不小,可以使用的环境也应该比较苛刻,

第二个是这个装置判断物体的位置需要输入物体初始位置,那么这个初始位置是从哪儿来呢?当然是可以人工输入了,但是更方便的方法当然是用传统的卫星定位系统,所以在可见的未来,这个量子导航装置应该是跟卫星导航装置一起工作的,在有卫星信号的地方就用卫星定位,同时用卫星校准量子导航装置,等到卫星信号消失了,就是可以用惯性导航的时候了。

当然了,未来这种装置由于其极高的精度,是一定可以广泛运用于各行各业的,只是短时间内不会完全替代GPS等系统,甚至于GPS卫星、北斗卫星就可以装上这种装置来提高定位的精度。

总之,新技术虽然未必会取代老技术,但是一定是有利于人类发展的。