DARPA 正專(zhuān)注于推進(jìn)量子傳感器的研究，以應(yīng)對(duì)定位、導(dǎo)航和授時(shí)（PNT）以及軍事應(yīng)用中的情報(bào)、監(jiān)視和偵察（ISR）方面的挑戰(zhàn)。最新一項(xiàng)名為“魯棒量子傳感器”（RoQS）的新計(jì)劃旨在提高能夠探測(cè)地球磁場(chǎng)的量子傳感器性能，特別是在 GPS 失效的情況下。盡管當(dāng)前的量子傳感器在檢測(cè)磁場(chǎng)、電場(chǎng)、加速度、自旋等方面展示了出色的實(shí)驗(yàn)室性能，但當(dāng)它們被放置在移動(dòng)平臺(tái)上時(shí)，由于振動(dòng)和場(chǎng)梯度等環(huán)境因素影響，這些傳感器的性能會(huì)下降。

RoQS計(jì)劃通過(guò)整合創(chuàng)新量子物理技術(shù)來(lái)克服這些挑戰(zhàn)，克服平臺(tái)引起的干擾，確保在實(shí)際環(huán)境下的穩(wěn)定性能。DARPA計(jì)劃與承包商和平臺(tái)制造商合作，測(cè)試和將這些傳感器集成到軍事平臺(tái)上。量子傳感器的開(kāi)發(fā)被視為在探測(cè)潛艇、地下結(jié)構(gòu)和核材料等隱匿目標(biāo)探測(cè)方面的重大應(yīng)用前景，提供了潛在的軍事優(yōu)勢(shì)。

美國(guó)五角大樓的國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA)將很快會(huì)啟動(dòng)一項(xiàng)新計(jì)劃，開(kāi)發(fā)更強(qiáng)大的量子傳感器，以便在全球定位系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)可探測(cè)地球的磁場(chǎng)。根據(jù)一份特別通告，量子傳感器將在美國(guó)軍事平臺(tái)上使用。五角大樓官員認(rèn)為，量子傳感器在定位、導(dǎo)航和授時(shí)（PNT）以及情報(bào)、監(jiān)視和偵察（ISR）方面具有廣闊的前景。

然而，在部署這項(xiàng)技術(shù)時(shí)會(huì)遇到一些挑戰(zhàn)，DARPA 希望通過(guò)啟動(dòng)一項(xiàng)名為 '魯棒量子傳感器'（RoQS）的新計(jì)劃來(lái)應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。該計(jì)劃旨在將量子傳感器引入國(guó)防部平臺(tái)。雖然量子傳感器已在多種模式（磁場(chǎng)、電場(chǎng)、加速度、自旋、湍流）下表現(xiàn)出了卓越的實(shí)驗(yàn)室性能，但一旦傳感器被放置在移動(dòng)平臺(tái)上，其性能就會(huì)因電場(chǎng)、磁場(chǎng)、場(chǎng)梯度和系統(tǒng)振動(dòng)而下降。RoQS 試圖通過(guò)量子傳感的創(chuàng)新物理學(xué)方法來(lái)克服這些挑戰(zhàn)。

特別通知以及最近在 Sam.gov 上發(fā)布的未來(lái)計(jì)劃公告中寫(xiě)道：即將開(kāi)展的 RoQS 計(jì)劃旨在開(kāi)發(fā)和演示量子傳感器，這些傳感器能夠從原理上克服平臺(tái)干擾因素造成的性能下降，并在政府提供的平臺(tái)上進(jìn)行演示。

DARPA隸屬于美國(guó)國(guó)防部負(fù)責(zé)研究與工程的副部長(zhǎng)辦公室，DARPA希望將 RoQS 開(kāi)發(fā)的傳感器過(guò)渡到美軍平臺(tái)上，并通過(guò)相關(guān)的記錄項(xiàng)目幫助滿(mǎn)足需求。為此，該機(jī)構(gòu)打算與承包商和平臺(tái)制造商合作，確定量子傳感器集成系統(tǒng)，并與政府平臺(tái)所有者合作，在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)促進(jìn)集成和測(cè)試。

五角大樓官員和其他人員一直在努力使量子技術(shù)在現(xiàn)實(shí)世界中的應(yīng)用更加成熟。量子疊加--或量子系統(tǒng)同時(shí)存在于兩種或兩種以上狀態(tài)的能力--以及糾纏。糾纏是 '系統(tǒng)中的兩個(gè)或更多量子對(duì)象可以?xún)?nèi)在地聯(lián)系在一起，對(duì)其中一個(gè)對(duì)象的測(cè)量決定了對(duì)另一個(gè)對(duì)象的可能測(cè)量結(jié)果，而不管這兩個(gè)對(duì)象之間的距離有多遠(yuǎn)'。

盡管?chē)?guó)防部官員看到了量子能力在計(jì)算、加密和通信等其他領(lǐng)域的潛在用途，但許多觀察家認(rèn)為傳感是五角大樓近期最成熟的應(yīng)用。

國(guó)防部負(fù)責(zé)研究與工程的副部長(zhǎng)辦公室量子科學(xué)首席主任約翰-伯克（John Burke）6月在 '國(guó)防一號(hào)'（Defense One）主辦的一次技術(shù)峰會(huì)上說(shuō)，這是 '迄今為止我們了解最多的應(yīng)用'。

在未來(lái)的運(yùn)行環(huán)境中，如果全球定位系統(tǒng)無(wú)法使用或性能下降，這種能力可以提供全球定位系統(tǒng)的替代方案。

你可能聽(tīng)說(shuō)過(guò)干擾和欺騙等問(wèn)題。因此，我們正忙于研究其他量子技術(shù)，以便在作戰(zhàn)人員的邊緣輸入定位和定時(shí)信息，伯克說(shuō)，'這就是我們最早的研究方向。在這一框架下還有一系列技術(shù)。我們正在大力推進(jìn)這項(xiàng)工作。因此，即使是今年2024 年，我們也有大約 1 億美元的資金用于這方面的工作。

五角大樓一直在利用其 '加速創(chuàng)新技術(shù)的采購(gòu)和應(yīng)用'（APFIT）計(jì)劃來(lái)購(gòu)買(mǎi)新一代原子鐘，這些原子鐘可能會(huì)被投入到一些 '戰(zhàn)略資產(chǎn) '中。他補(bǔ)充說(shuō)，今天，第一波新的量子技術(shù)浪潮正在真正到來(lái)。

CRS 報(bào)告指出，量子傳感器的成功開(kāi)發(fā)和部署可以提高對(duì)敵方潛艇、地下建筑、核材料和電磁輻射等的探測(cè)能力，從而幫助美軍發(fā)現(xiàn)隱匿的目標(biāo)和敵軍。

對(duì)于 ISR 來(lái)說(shuō)，遙感能力和許多不同種類(lèi)的技術(shù)是一個(gè)總括。比如磁強(qiáng)計(jì)，可以發(fā)現(xiàn)磁性物體。他指出，目前，量子技術(shù) '有點(diǎn)昂貴'。但對(duì)于某些軍事戰(zhàn)略任務(wù)來(lái)說(shuō)，這并不昂貴。因此，我們正在從那些與任何東西--潛艇、戰(zhàn)略轟炸機(jī)、遠(yuǎn)程導(dǎo)彈這些資產(chǎn)-相匹配的任務(wù)入手，開(kāi)始植入新技術(shù)，'他說(shuō)：'我們有一種叫做磁力計(jì)的東西，可以安裝在系統(tǒng)中，用于磁導(dǎo)航。它非常強(qiáng)大。我們對(duì)此感到非常興奮。一旦我們掌握了這些技術(shù)，我們就可以開(kāi)始建立制造基地，首先是在國(guó)防部。這就是我們所走的道路。但我認(rèn)為，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，你會(huì)看到這類(lèi)技術(shù)擴(kuò)散到民用領(lǐng)域'。

來(lái)源：戰(zhàn)略前沿技術(shù)