以下为翻译内容：这种量子传感器可在无需GPS的情况下实现三维运动追踪，其核心技术基于量子物理原理，突破传统传感器的精度与稳定性限制。具体实现方式与应用场景包括：1. **量子激光雷达（Quantum

这种新型原子"干涉仪"设备有望在未来为潜艇、航天器、汽车等载具提供更精确的三维导航解决方案。

"传统原子干涉仪只能测量单一维度的加速度，但我们所处的世界是三维的，"该研究共同作者、科罗拉多大学博尔德分校物理系研究生Kendall Mehling表示，"要实现精准定位，必须同步追踪三个维度的加速度数据。"

研究团队在《科学进展》期刊发表的题为《光晶格中的矢量原子加速度测量》论文中，展示了他们开发的量子传感系统。该团队由Mehling、物理系博士后研究员Catie LeDesma以及JILA研究所教授Murray Holland组成。

NASA于2023年通过量子路径研究所向该团队提供了550万美元资助，用于持续推进这项传感技术研发。

该设备的工程创新令人瞩目：研究人员使用六束发丝粗细的激光束，将数万个铷原子云固定在光晶格中。借助人工智能技术对激光进行复杂调制，团队得以精确测量原子在微加速度作用下的量子行为——这种灵敏度可类比汽车油门踏板的微小位移监测。

当前主流导航系统依赖GPS与经典电子加速度计的组合方案。虽然这项量子技术距离实际应用尚有差距，但原子导航展现出独特优势："传统传感器在复杂环境中长期使用会产生老化衰减，但原子特性永不衰退"Mehling解释道。

运动指纹解码

干涉测量技术历经数百年发展，从光纤通信到引力波探测均有重要应用。其核心原理是通过分离-重组过程检测路径差异，类似于拉开再合上夹克拉链的动态过程。

本研究创新性地采用原子替代传统激光介质：在空气曲棍球桌大小的实验平台上，研究人员首先将铷原子冷却至接近绝对零度（比绝对零度高几十亿分之一摄氏度），形成玻色-爱因斯坦凝聚态(BEC)——该量子态物质由科罗拉多大学Carl Wieman与JILA的Eric Cornell于2001年首次实现，并因此获得诺贝尔物理学奖。

通过激光调制使原子进入量子叠加态，每个原子如同同时存在于两条路径的"量子幽灵"。当这些原子波包经过不同加速路径后重新组合时，会形成独特的干涉图样。"这就像在原子构成的物质波池塘投入光脉冲石块，激起的涟漪在反射重组时形成特殊指纹，"Holland教授生动描述，"我们通过解码这种量子指纹即可提取三维加速度信息。"

智能控制系统

历时三年的研发过程中，团队攻克了多项工程挑战："尽管实验系统包含18束激光和超高真空装置，但其紧凑设计已具备未来野外部署潜力，"LeDesma强调。实现原子精确操控的关键在于机器学习算法——通过AI系统预先规划激光调制的复杂时序，显著提升了实验效率。

目前该设备测量灵敏度已达地球重力加速度的数千分之一，虽然与传统传感器存在差距，但研究团队正持续优化系统性能。Holland教授展望道："这项技术开启了量子传感的新维度，其潜在应用边界仍在不断拓展中。"