使用量子技術定位了一個隱藏在地下的物體——這是一個期待已久的里程碑，對工業(yè)、人類知識和國家安全具有深遠的影響。

來自英國國家量子技術中心傳感器和計時領域的伯明翰大學研究人員報告了他們在《自然》雜志上的成就。它是世界上第一個在實驗室條件之外的量子重力梯度儀。

量子重力梯度儀是根據(jù)國防部的合同和 UKRI 資助的 Gravity Pioneer 項目開發(fā)的，用于在地表以下一米的真實條件下尋找埋在室外的隧道。它贏得了將技術帶到戶外的國際競賽。

該傳感器通過使用量子物理學原理檢測微重力的變化來工作，該原理基于在亞分子水平上操縱自然。

這一成功開辟了一條商業(yè)道路，可以顯著改善地下存在的地圖。

這將意味著：

• 降低建設、鐵路和公路項目的成本和延誤。
  

• 改進了對火山爆發(fā)等自然現(xiàn)象的預測。

• 發(fā)現(xiàn)隱藏的自然資源和建筑結(jié)構(gòu)。

• 在不破壞挖掘的情況下了解考古奧秘。

伯明翰大學冷原子物理系主任、英國量子技術中心傳感器和計時首席研究員凱邦斯教授說：“這是傳感領域的‘愛迪生時刻’，它將改變社會、人類理解和經(jīng)濟。

“有了這一突破，我們有可能在探索、建造和修復時結(jié)束對糟糕記錄和運氣的依賴。此外，目前不可見的地下地圖現(xiàn)在更近了一步，結(jié)束了我們對南極洲比我們街道下方幾英尺的地方�！�

當前的重力傳感器受到一系列環(huán)境因素的限制。一個特別的挑戰(zhàn)是振動，它限制了用于測量應用的所有重力傳感器的測量時間。如果可以解決這些限制，調(diào)查可以變得更快、更全面、成本更低。

該傳感器由伯明翰原子干涉測量學負責人、該研究的主要作者邁克爾霍林斯基博士及其在伯明翰的團隊開發(fā)，是一種重力梯度儀。他們的系統(tǒng)克服了振動和其他各種環(huán)境挑戰(zhàn)，以便在該領域成功應用量子技術。

與工程學院 Nicole Metje 教授領導的土木工程師合作實現(xiàn)的成功檢測是長期開發(fā)計劃的高潮，該計劃從一開始就與最終用戶密切相關。

這一突破將使未來的重力測量更便宜、更可靠，交付速度提高 10 倍，將測量所需的時間從一個月縮短到幾天。它有可能為重力測量開辟一系列新應用，為地下提供一個新的鏡頭。

RSK 地球科學與工程部主任 George Tuckwell 教授說：“檢測礦山作業(yè)、隧道和不穩(wěn)定地面等地面條件對于我們設計、建造和維護住房、工業(yè)和基礎設施的能力至關重要。新技術代表可以改變我們繪制地圖和交付這些項目的方式。”

這一突破是伯明翰大學、環(huán)境、工程和可持續(xù)性解決方案提供商 RSK、Dstl（國防科學和技術實驗室，英國國防部的一部分）和技術公司 Teledyne e2v 之間的合作。