高科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)Exail（前身為iXblue）近日發(fā)布了第一款三軸量子慣性傳感器，該傳感器在iXAtom聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室開發(fā)（該實(shí)驗(yàn)室與波爾多LP2N實(shí)驗(yàn)室共用一支研究團(tuán)隊(duì)）。這款三軸量子慣性傳感器能夠在三個(gè)維度、任何方向上連續(xù)跟蹤并測(cè)量加速度。這是利用量子優(yōu)勢(shì)開發(fā)無漂移慣性導(dǎo)航系統(tǒng)所邁出的重要一步。這項(xiàng)研究成果已發(fā)表于Science Advances期刊。

慣性導(dǎo)航傳感器必須以高速率提供連續(xù)測(cè)量信號(hào)，并在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持精度和靈敏度。不過，即使當(dāng)前的導(dǎo)航傳感器能夠提供高性能，它們也會(huì)在一定時(shí)間后出現(xiàn)漂移。量子傳感器非常精確且具有魯棒性，但它們?cè)跍y(cè)量過程中具有固有的死時(shí)間和運(yùn)行動(dòng)態(tài)降低。

通過結(jié)合這兩項(xiàng)技術(shù)，加上合作伙伴分別擁有的學(xué)術(shù)界和工業(yè)界專業(yè)知識(shí)，iXAtom團(tuán)隊(duì)開發(fā)了第一款混合多維量子慣性傳感器。該傳感器以經(jīng)典傳感器的速率（帶寬）提供連續(xù)信號(hào)，但得益于量子測(cè)量提供的原位和實(shí)時(shí)校準(zhǔn)，其精度提高了50倍。

混合量子慣性傳感器（QuAT）的設(shè)計(jì)理念和幾何結(jié)構(gòu)：加速度的不同分量垂直于各自逆反射鏡的表面進(jìn)行測(cè)量。

為了開發(fā)這種傳感器，iXAtom團(tuán)隊(duì)使用了在真空室內(nèi)自由下落時(shí)冷卻到幾個(gè)百萬(wàn)分之一度的原子。這些原子形成慣性參考，通過原子干涉法，將其與三個(gè)參考逆反射鏡（retroreflection mirror）的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行比較，這三個(gè)參考逆反射鏡定義了用于測(cè)量的三重激光束的三個(gè)正交方向。在每個(gè)逆反射鏡上，機(jī)械加速度計(jì)被剛性固定以實(shí)現(xiàn)混合。由于它可以自己確定測(cè)量加速度的方向，因此，這是第一個(gè)不需要根據(jù)預(yù)定義測(cè)量方向進(jìn)行精確對(duì)準(zhǔn)的量子傳感器。

該架構(gòu)基于最少數(shù)量的激光束，因?yàn)椋o湊性一直是未來實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵考量。這標(biāo)志著利用量子技術(shù)開發(fā)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)邁出的重要一步，能夠完全克服導(dǎo)航系統(tǒng)依賴全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）等外部信號(hào)重新校準(zhǔn)的需要。

關(guān)于Exail

Exail是領(lǐng)先的高科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)，專門從事尖端機(jī)器人、海事、導(dǎo)航、航空航天和光子學(xué)技術(shù)。Exail致力于為其在惡劣環(huán)境中運(yùn)營(yíng)的民用和國(guó)防客戶提供無與倫比的性能、可靠性和安全性。從深海到外太空，Exail為其客戶提供了一系列強(qiáng)大的內(nèi)部制造組件、產(chǎn)品和系統(tǒng)。

Exail于2022年由ECA集團(tuán)和iXblue合并組建，成為專門從事高科技行業(yè)的家族企業(yè)Groupe Gorgé的子公司。

iXblue是一家全球性高科技公司，憑借先進(jìn)的導(dǎo)航、光子學(xué)和海上自主解決方案而享譽(yù)全球。從組件到系統(tǒng)再到綜合解決方案，iXblue的核心技術(shù)在民用和國(guó)防市場(chǎng)都發(fā)揮著關(guān)鍵作用。iXblue的產(chǎn)品能夠滿足客戶在從深海到外太空等最具挑戰(zhàn)性環(huán)境中成功執(zhí)行任務(wù)的苛刻要求。