國防太空科技正需要量子感測器技術

作者 | 發布日期 2020 年 04 月 23 日 15:30 | 分類 尖端科技 , 市場動態 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


美國「國防新聞」14 日報導,五角大廈提出需求計畫,期望使用量子技術來跟蹤和監測遙遠的太空船,並彌補衛星定位系統(GPS)無法在遠外太空使用的不足,也讓一般部隊於 GPS 受干擾時,擁有可靠的備用系統。此計畫的需求單位是「國防創新部門」(DIU),專門負責商業技術於軍事領域的應用。

目前在地球上的交通工作與近外太空領域的衛星可以藉由 GPS 來進行定位與追蹤,但對於遠外太空的飛行器或太空船,GPS 則會逐漸失效,得依賴恆星座標、慣性量測、陀螺儀等不夠精準的工具來做定位與追蹤。因此若要執行月球、金星或火星等星際任務就需要一種更精準的方式來做遠外太空的定位。此外現有的 GPS 很容易受到敵國或恐怖分子干擾,所以無論是太空任務、軍事活動或科學研究,都需要更先進的定位技術。因此美國國防部正在尋找一種更精準的工具,且屬意「量子空間感測器」應可提供所需的技術。

據 DIU 經理 George Sondecker 表示,量子感測是一項新興技術,這項計畫主要目標也是促使商用量子感測的技術能加速成熟,以便應用在國防太空。該感測器能在 GPS 失效的環境中運用,或在 GPS 有效的環境中增強操作。根據報導,五角大廈希望合作廠商能在 24 個月內遞交感測器原型,尺寸須小於 0.1 立方公尺、能耗低於 300 瓦、於遠外太空的錯誤率低於每小時 100 公尺、於地表則低於每小時 30 公尺。

光電協進會認為太空科技急需要量子感測技術,主要就是量子糾纏(quantum entanglement)與量子疊加特性(quantum superposition)的應用,以提供高精度、高靈敏度的測量;其中重要的工具之一便是量子雷達,或稱 Photonics Radio。量子雷達運用了量子糾纏現象,將一連串的糾纏光子對中的一半從一個物體上反彈回來,然後將退了相干返回的光子與另一個閒置的原糾纏光子進行量子態比對,進而推估被測物體的狀態。

量子雷達將大大超越傳統雷達,使得隱形飛機無所遁形,例如以下的量子雷達影像。這讓造價比同體積黃金還貴的隱形戰機頓時變成無用武之地。太空科技與國防科技往往僅是一線之隔,所以美國國防部對於量子感測技術的需求也就是國防與軍事上的需求。這也無疑在宣示著國防與太空科技已經悄悄地進入量子科技時代。

(Source:pixabay