量子感測有望給美國軍方帶來幾個領域的革命，從提供高精度定位資料到探測世界海洋中的潛艇，目前處於研究前沿的美國陸軍科學家正在研究如何使用它。
量子力學徹底改變了科學，探索了無法用經典物理定律解釋的現象。這門學科誕生於20世紀早期對光和熱的本質的研究，探索了原子、光子和亞原子粒子的行為，最終探索了宇宙的構成。
這項研究已經支援了幾項技術的發展，包括鐳射、磁共振成像、電晶體和微處理器。然而，這些並沒有充分利用量子力學所體現的“奇異性”，包括物質波雙重性(光既是波又是粒子)，以及疊加性(一個原子處於兩種狀態，直到被觀察到)。另一種是“糾纏”，即兩個或更多的量子位元可以糾纏在一起，因為對一個位元的測量會立即決定另一個位元的結果。
這些通常被稱為它們的“非直覺”屬性，是量子感測的關鍵。
美國陸軍研究實驗室的科學家解釋道：“量子感測利用自然界的一些非直覺特性來測量時間、磁場、重力或加速度等事物。”例如，一個老爺鐘可以用振盪鐘擺來測量時間，但是像銫原子這樣的小粒子有電子，可以被誘導並控制以明確的頻率振盪。
銫被用於原子鐘，併為國際單位制中第二個的定義提供了主要標準。銣也可以用於高精度的原子鐘，儘管它被認為不如銫精確，但它價格低廉，應用更廣泛。
“因為所有的銫原子或銣原子都是一樣的，它們不僅非常精確，而且它們的頻率都是一樣的，這些非直覺屬性在計時和定位方面有應用，因為它們用於全球定位系統。它們也用於磁強計量，可以探測潛艇或彈藥。”
量子感測器還可以直接測量加速度或旋轉，這可以用來確定拒絕全球定位系統的地方的位置——但這些目前仍然是研究工作領域。糾纏可以為量子網路提供傳輸量子資訊的能力，具有“無與倫比的安全性”。
最終的量子感測器將利用量子力學的一個特性，即‘糾纏’，其中許多粒子或光子以這樣一種方式相互關聯，使得感測器的信噪比大大提高。這種獨特的特性也將最終帶來傳統軍隊做夢都沒想到的作戰能力。
探索量子糾纏變得重要的科學前沿是發現的“豐富而肥沃的土壤”。持續的研究工作表明，糾纏可以為量子網路提供“無與倫比的安全性”傳輸量子資訊的能力——量子位元系統在不從根本上干擾它們的情況下是無法複製的——以及感測和計量學的應用。
正如這張資訊圖所示，美國軍方看到了量子感測的各種應用
2018年10月，美國陸軍研究實驗室披露了它在電場感測器和通訊接收器中使用裡德堡原子(一種被激發到高能級的原子)所做的工作。
在這個裡德堡電場感測器的例子中，研究人員最初對裡德堡原子作為長距離傳輸量子資訊的量子中繼器的前景感興趣，但通過這項工作，後來又實現了它們作為傳統經典資訊感測器的潛力。所以軍方開始進行更為深入的實驗研究，並對結果和這可能帶來的新可能性樣本。
這些主要歸結為裡德堡感測器和今天現有的天線/接收器技術之間的巨大差異。由於基於原子的天線研究是前沿的，隨著時間的推移，這些技術將繼續發展、改進和完善。
裡德堡量子接收器有幾個優點，包括能夠在從DC到THZ的任何頻率(0到1，000，000，000赫茲)下工作，自然地與光學技術相結合，並且在不吸收能量的情況下探測場。雖然傳統天線將在未來很長一段時間內使用，但這種獨特的基於原子的量子天線可能會在某些情況下被用來增強它們，甚至作為一種替代物。
由於基於原子的天線研究是前沿的，這些技術將隨著時間的推移不斷髮展、改進和完善，它們將以更穩健和更具成本效益的方式進行設計。最初，它們只會被真正需要這種效能並有能力開發它們的政府、國防機構、軍方客戶所採用。但研究人員確認可以把它與全球定位系統的發展進行類比，隨著系統和技術變得越來越完善、越來越廉價，它們將滲透到整個社會，並最終改變人類日常的運作方式。
量子感測可用於慣性導航，以減少對全球
軍方的研究團隊的另一個研究領域是量子光源，它不同於其他研究，因為它著眼於“非常基本的構件”，可以用於許多潛在的技術。一些預想的應用與量子通訊(安全通訊)、量子模擬和量子計算有關。
同樣，這是科學研究的最前沿，研究人員需要了解光學電路的幾何(拓撲)如何影響它們在量子力學水平上的執行，即一次一個光子。令人著迷的是，有可能用一種能讓它們抵禦不完美的方式來設計它們。對於軍方科學家來說，感測器的全面優化——無論是軍用還是民用——都需要將靈敏度和信噪比提高到自然法則規定的理論最大值。
研究人員開始看到越來越多的量子感測器從科學實驗室轉移到現實世界，供軍事和民用市場使用。隨著鐳射技術的進步以及軍方研究人員控制和探測原子的能力，現在能夠在更多的系統中以一種穩健且經濟的方式實現這種最佳效能，這就是為什麼開始看到越來越多的量子感測器從科學實驗室轉移到現實世界，供軍事和民用市場使用。
雖然預測未來是出了名的危險，而且每個感測器或技術的發展時間表都有很大的不同，隨著量子計算科學進步的步伐正在加快，並將繼續加快，研究人員已經開始看到量子技術如何提供戲劇性的結果，最終改進士兵的裝備。
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