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英国思克莱德大学量子导航系统海上试运行成功

基于量子技术的导航系统近日在海上顺利完成试运行,展现出其在传统网络失效环境下稳定工作的潜力。

该系统名为“HARLEQUIN”,在浮标与灯塔维护船“Galatea”号上通过了实际测试,验证了其在实验室外复杂海洋环境中的运行能力。当全球导航卫星系统(GNSS)信号中断或可靠性下降时,该系统可为现有导航体系提供重要补充,增强整体操作的韧性与连续性。

HARLEQUIN 系统融合了传统导航组件与冷原子量子加速度计。其量子核心采用由斯特拉斯克莱德大学与CPI TMD 历时十余年合作研发的“栅格磁光阱”冷原子源,该技术为高精度惯性测量奠定了物理基础。

首次海上实证
本次海上试验由CPI TMD 牵头,联合斯特拉斯克莱德大学、Covesion 公司以及三一学院共同完成。这也是基于gMOT 的冷原子技术首次在真实海事环境中进行演示,未来该项技术有望拓展至其他高精度传感与计量领域。

该项目获得了英国创新署的资金支持。

斯特拉斯克莱德大学物理系研究员、试验负责人奥利弗·伯罗博士表示:

此次试验标志着该技术平台进入了新的发展阶段,有助于推动构建不依赖GNSS信号的高韧性导航系统。我们在斯特拉斯克莱德大学持续研究gMOT 冷原子系统已超过十年,因此看到这项技术首次在真实海况中得到验证,令人倍感振奋。

我们希望这将是众多导航及相关应用演示的开端,gMOT 冷原子平台有望为更多领域提供关键技术支撑。

CPI TMD 应用科学负责人爱德华·博特恩博士指出:

在真实船舶平台上展现出稳定性能,说明这项技术正在迅速走向成熟,并已达到可在GPS信号受限环境中可靠使用的水平。

当前,全球导航卫星系统信号(如GPS)日益面临恶意干扰、欺骗等威胁,且难以有效覆盖水下、地下或高层建筑密集的城市环境。

寻求替代方案
各国政府及相关行业正积极探索替代现有卫星依赖系统的方案。量子增强型导航技术,例如HARLEQUIN 所采用的路径,为实现具有韧性的定位、导航与授时能力提供了可行方向,有助于降低系统风险,保护关键基础设施。

本次试验所收集的数据将用于指导后续一系列系统升级,以进一步提升性能,并增强其在长期船舶运维中的适用性。按计划,第二次海上试验将于2026年底开展。

“Galatea”号本次试验与其日常任务同步进行,包括浮标维护、沉船标记及海洋基础设施支持等。该船由三一之家负责管理,后者是英格兰、威尔士、英吉利海峡群岛及直布罗陀地区的主要灯塔管理机构。