美国量子导航获突破，导弹不再依赖GPS？称中国在第三层次

阅读此文之前，辛苦点击右上角的“关注”，既方便您进行讨论与分享，又能给您带来不一样的参与感，感谢您的支持!

未来全面战争中，如果率先向对方发起第一波攻击，会选择哪些目标作为打击对象？

不是对方的军事基地，不是交通枢纽，而是游荡在外太空的众多卫星。卫星是现代部队的眼睛，一旦失去定位导航系统，基本就处于被动挨打的局面。

虽然直接攻击对方卫星的技术到目前为止，只有少数几个国家掌握，但这已经足以达成世界的战略平衡，大国之间轻易不会采取如此极端的手段。

但如果有国家掌握了不用卫星也能精准定位导航的技术呢？

美国海军宣称，他们研制出了一种装置，叫做“连续3D冷却原子束干涉仪”，可以在不使用GPS的情况下，一样进行导航。

这种装置是一种新型的量子技术惯性导航工具，搭载这种工具的武器，可以不再借助卫星系统而实现自主导航。

要想了解这一装置的工作原理和特性，还需要从惯性导航说起。

惯性导航是利用惯性敏感器件、基准方向及最初的位置信息，来确定物体在惯性空间中的位置、方向和速度的自主式导航系统。

简单说，就是在已知物体的初始速度和位置的前提下，通过惯性元件，比如加速度计，来实时掌握物体的加速度，通过陀螺仪来测量物体的角速度，获取物体的运动姿态、方向变化，将这些数据综合计算，就可以获取物体在任一时间点所处的精准位置。

我们都有过这样的经历，在漆黑的夜晚，我们在车上闭着眼睛昏昏欲睡，但我们可以感知到，车是在加速还是减速，是在向左转还是向右转，是在前进还是倒车，这是因为我们的身体中也有一个“惯性导航”装置。

这就是我们内耳当中的前庭系统，它可以敏锐的感知到身体的平衡状态，其原理其实和惯性导航装置如出一辙。

早在上世纪50年代，惯性导航就已经开始被人们所应用。

经过数代发展演变，其精确度越来越高，此次美国所公布的连续3D冷却原子束干涉仪，则是利用量子技术，大幅提高了惯性导航的精度。

该装置是利用激光将原子冷冻到接近绝对零度的超低温状态，在这样的温度下，原子的运动几乎消失，保证了原子不受外界因素干扰。

被冷却的原子通过原子束干涉仪，形成两股分支，沿着不同的路径前进，再在另一点上叠加。

由于原子在不同路径上会受到不同的影响，如重力或磁场等等，当他们再次相遇时，就会在波函数重叠原理的作用下，形成干涉图样，根据这些图样，就可以准确计算出运动的位置，从而进行导航。

这种导航装置，完全屏蔽了外界的影响，无论是在外太空、深海，还是在地下、隧道之中，它都可以准确计算出物体的位置，能够轻松适应各种极端环境。

同时，由于量子纠缠的特性，该装置的导航数据具有不可监测的特性，它不向外发射任何信号，没有辐射、磁场、电波等等可追踪的踪迹，想要从外界获取它的信息，至少以人类目前的科技是不可能的。

相对于卫星导航，该装置无疑大大提高了导航系统的稳定性与安全性，同时具有很高的精准度。

传统的GPS系统容易受到干扰或屏蔽，哪怕是钻个隧道，导航都会没有信号。

以当年美国发起的海湾战争为例，有一些导弹并未击中目标，原因就是GPS信号受到环境干扰，无法正常导航。

量子导航装置的出现，无疑会在军事上产生重大影响，它可以适应全天候的所有环境，确保在极端条件下依然正常工作。

无论是导弹、无人机，甚至炮弹，还是潜艇、太空飞行器乃至单兵，都可以装备，实现精准导航。

同时，它的体积非常小，具有很高的隐蔽性和通用性，哪怕是装在智能手机中也可以使用，这就大大拓展了它的应用范围。

美国对此技术也是充满信心，对世界上一些主要国家在该技术领域的能力进行了划分，将美、英、法三国划为第一梯队，认为他们拥有完全自主研发的能力，将中国划到了第三梯队，认为具备部分研发能力。

这种评估的依据不知从何而来，不过美国总是对“评级”乐此不疲，我们姑且一看，不过美国所看重的量子技术在惯性导航方面的应用，却值得我国予以重视。

实际上，我国量子科技领域的研究从上世纪90年代就已经起步，至今已有20多年。

进入21世纪之后，我国开始在该领域取得成绩，2016，我国首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空，在空间尺度上对量子通信进行研究，这在世界上也是第一次。

2017年，我国研制的第一台光量子计算机问世，这同样是世界上的第一台，此后，“九章”系列量子计算机相继面世，不断提升我国在量子计算领域的实力。

2024年1月，我国第三代超导量子计算机“本源悟空”上线运行，这标志我国的量子计算技术已经走在了世界前列。

在量子导航方面，我国研制的原子自旋陀螺原理样机，与国外公开报道的最高指标相当，其他相关设备也均已接近或达到国际领先水平，相信在不久的将来，我国的量子导航设备就会与世人见面。

相对来说，我国在量子科技方面更侧重量子通信和量子计算领域，而美国则更侧重量子精密测量领域，特别是量子导航，更是美国的高优先级发展项目，率先取得一些突破也在情理当中。

从科技突破到实际应用，量子技术还有很长一段路要走，目前普遍认为，量子技术的进步将是第四次工业革命的重要组成部分，这一次，中国不会缺席。

参考资料：

[1]解放军报：《量子导航：新一代导航技术》

[2]中科院：《我国“墨子号”卫星实现量子安全时间传递奠定未来导航基础》

[3]澎湃新闻：《潘建伟：百年量子，量子信息方兴未艾》