量子定位能否替代卫星导航

文／陈思进

目前，全世界大量的设备都依赖卫星定位系统来定位和导航，但是，卫星定位系统的信号有时会被阻塞或是被劫持，而无需卫星定位的量子定位技术，将可以实现新型定位导航。那么，什么是量子定位呢？

量子定位系统（QPS）的概念最早始于2001年，由美国麻省理工学院电子学研究实验室从事博士后研究的乔瓦内蒂·维托里奥博士、洛伦佐博士，以及与从事量子计算和量子通信研究的机械工程学教授劳埃·德赛斯一起，在他们共同发表的《量子增强定位和时钟同步》的文章中提出的。

自脉冲式量子定位提出以来，作为导航系统中重要的定位、授时功能的体现，基于量子纠缠及量子压缩特性的光子脉冲测距和测时等相关研究，不断地被媒体报道。

2002年，维托里奥博士在提出QPS概念的同时，设计并验证了基于量子时钟同步消色散方案，证明在光量子可能传播的一般条件下，时钟的同步性不受分散介质存在的干扰，提高了量子定位的精度。

卫星导航通过向在轨卫星发射电磁波脉冲，并检测信号到达接收机的时间延迟来实现定位的方式，导致了伪距误差。与卫星导航采用的电磁波信号不同，QPS的测距信号是具有量子特性的脉冲信号，这种信号是由没有电荷和质量的光子所组成。通过量子理论与量子力学，光量子具有奇特的量子纠缠和量子压缩的特性。

当前，主要的两种量子导航定位系统有星基量子导航系统和量子惯性导航系统。……