什么是量子导航，它可以取代GPS吗？

汽车的卫星导航显示您已经到达酒店，但您所能看到的只有田野里的奶牛。

有时，GPS（即全球定位系统，利用卫星信号来精确定位）会让我们失望。但您有没有想过为什么它会出错？

超出范围（进入陡峭的山谷或茂密的森林）就足以导致汽车的GPS失灵，但还有其他更恶意的原因导致全球导航卫星系统失灵。

英国伦敦帝国理工学院表示，全球导航卫星系统广泛应用于从飞机、舰船到精确制导炸弹等各种设备，但“容易受到干扰、模仿或拒绝”。

欺骗是另一个问题，即发出虚假信号，使GPS设备误以为它在其他地方，根据欧洲公务航空协会的数据， 2022年飞机上报告了近50,000起此类事件，比上一年增加了五倍。

这就是为什么科学家和政府都专注于制定后备计划，从而推动量子导航向前发展。

从本质上讲，一切都与原子有关。科学出版物《新地图集》解释说，卫星导航依赖于从太空反射回来的信号，而量子导航则专注于在低温条件下追踪单个原子的运动。

量子导航系统不是安装在太空中的卫星，而是安装在每辆单独的车辆内，测量是在“使用点”进行的。PA咨询集团的物理学家Richard Claridge表示，这意味着信号“不会漂移”，这使得拦截变得更加困难。

今年5月，英国进行了两次量子导航测试，一次在皇家海军舰艇上，另一次在一架小型喷气式飞机上。次月，伦敦的地下交通系统成为该技术的试验场。

测试成功证明了量子导航是“不可干扰的”，英国的研究为该技术在未来的更广泛推广铺平了道路。

据估计，卫星服务中断一天将给英国造成超过13亿美元的损失。因此，政府和企业肯定渴望找到解决方案。

但量子导航系统不太可能在短期内取代全球导航卫星系统。实现量子导航需要超冷原子，而设备目前规模庞大。专家表示，即使未来几年机器体积缩小，量子导航在许多情况下也可能被用作备用，而不是完全替代GPS。

克拉里奇说，它们也可能被部署在没有全球导航卫星系统的地方，例如水下。

参与此次飞机试飞的英国航宇系统公司团队成员Henry White向 BBC 表示：“你不会放弃卫星系统，它们非常方便。”

当然，卫星还将继续以其他方式造福地球上的生命。

根据世界经济论坛的报告《扩大地球观测的全球价值》 ，到2030年，地球观测洞察预计将产生超过7000亿美元的收益。论坛表示，在为世界经济做出贡献的过程中，地球观测卫星数据正在监测极端天气事件和水质，预测贫困率等。

例如，地球观测预计每年将间接负责消除20亿吨温室气体，因为收集到的气候变化数据将可供采取行动。

该论坛还估计，联合国17个可持续发展目标中有16个可以通过地球观测得到支持。

因此，量子技术的进步肯定不会威胁到卫星的未来。但交通运输的未来可能会变得更加安全、更加可靠。

本文作者：

Madeleine North，论坛议程高级撰稿人

本文原载于世界经济论坛Agenda博客，转载请注明来源并附上本文链接。

编辑：王灿