使用量子技術(shù)定位了一個(gè)隱藏在地下的物體——這是一個(gè)期待已久的里程碑，對(duì)工業(yè)、人類知識(shí)和國(guó)家安全具有深遠(yuǎn)的影響。

來自英國(guó)國(guó)家量子技術(shù)中心傳感器和計(jì)時(shí)領(lǐng)域的伯明翰大學(xué)研究人員報(bào)告了他們?cè)凇蹲匀弧冯s志上的成就。它是世界上第一個(gè)在實(shí)驗(yàn)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(guó)防部的合同和 UKRI 資助的 Gravity Pioneer 項(xiàng)目開發(fā)的，用于在地表以下一米的真實(shí)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(guó)際競(jìng)賽。

該傳感器通過使用量子物理學(xué)原理檢測(cè)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(xiàng)目的成本和延誤。
  

• 改進(jìn)了對(duì)火山爆發(fā)等自然現(xiàn)象的預(yù)測(cè)。

• 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(guó)量子技術(shù)中心傳感器和計(jì)時(shí)首席研究員凱邦斯教授說：“這是傳感領(lǐng)域的‘愛迪生時(shí)刻’，它將改變社會(huì)、人類理解和經(jīng)濟(jì)。

“有了這一突破，我們有可能在探索、建造和修復(fù)時(shí)結(jié)束對(duì)糟糕記錄和運(yùn)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(duì)南極洲比我們街道下方幾英尺的地方�！�

當(dāng)前的重力傳感器受到一系列環(huán)境因素的限制。一個(gè)特別的挑戰(zhàn)是振動(dòng)，它限制了用于測(cè)量應(yīng)用的所有重力傳感器的測(cè)量時(shí)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(cè)量學(xué)負(fù)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(tuán)隊(duì)開發(fā)，是一種重力梯度儀。他們的系統(tǒng)克服了振動(dòng)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(shí)現(xiàn)的成功檢測(cè)是長(zhǎng)期開發(fā)計(jì)劃的高潮，該計(jì)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(cè)量更便宜、更可靠，交付速度提高 10 倍，將測(cè)量所需的時(shí)間從一個(gè)月縮短到幾天。它有可能為重力測(cè)量開辟一系列新應(yīng)用，為地下提供一個(gè)新的鏡頭。

RSK 地球科學(xué)與工程部主任 George Tuckwell 教授說：“檢測(cè)礦山作業(yè)、隧道和不穩(wěn)定地面等地面條件對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)、建造和維護(hù)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(xiàng)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(guó)防科學(xué)和技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，英國(guó)國(guó)防部的一部分）和技術(shù)公司 Teledyne e2v 之間的合作。