量子力学在提高全球定位系统精确度的应用(精)

QPS要解决的问题 在加强此类系统敏感度的同时也会加强这 类系统对诸如噪声一类的信号的敏感度。 研究者对于光量子的衰减更加敏感，失去 的信号部分即是此协议识别的敏感对象。 假如有一个或多个光量子不能到达，那么 其余的光量子将不能传送任何计时信息。
对此有相应的补救措施，但补救的同时也 即是灵敏度下降的过程。这种特性即是所 谓的量子力学互补性，也就是说量子系统 具有互补变量，在加强某一变量灵敏度的 同时，相对于其它变量而言，该灵敏度则 会相应下降。我们将制定出不易受噪声和 衰减影响的协议，而仅需加大功率便可实 现的方案。"

QPS的优势 一.该定位协议具备密码保密措施。这种设 计方式可防范窃听或黑客的所有非法入侵 行为，阻止他们欲查出卫星所在位置或是 你的位置的一切企图，采用这种设计，即 使你通报了你的所在位置，也使他们无法 得到你的任何信息。
二.量子GPS可有效对付诸如窃听之类的侵 入行为，因为他们的出现会导致系统发出 很高的噪声。所有这些量子协议将在目前 的噪声环境下工作，它们在运行时可降低 通信信道内的噪声。譬如一旦有人开始窃 听你的信道，你便可以查觉噪音质量的变 化。噪声中若出现尖峰信号即表明了窃听 者的存在，也可说成是一种警报，固随即 可采取一些预防措施。

量子定位系统(QPS)理论
剑桥、麻省理工大学的研究显示，计算光波脉 冲传播时间的精确度取决于频谱、脉冲带宽和 功率、脉冲间隔的光量子数量。因为以不同波 长传送的脉冲以不同速度进行传播，频率范围 越宽，则计时越不精确。但是，研究人员将光 量子与量子特性相结合后，精确度则大为提高。

研究人员称这些信号为"奇特的量子脉冲"， 它们具有量大且可交织的特性。在这种交 织状态下，光量子频率经链接后，将以同 一速度进行传播，并同时到达目的地。这 样信号经放大后可大大提高抵达时的精确 度。
三.利用量子力学理论使系统比传统通信系 统更加敏感，从而最终使系统的功能得到 加强。可以通过利用量子的这种奇特性--即 利用这些奇特的交织状态实现这一目的， 这些奇特的交织状态具备高质量相对应性， 也可通过压缩光的方法实现，这种方法可 使你对信息变得更加敏感，这点是传统方 式所不能及的。研制中的量子系统在传播 过程中，对变量非常敏感。

明年以前将研制出一个桌面样机。目的在 于测试并演示该系统在10米范围内的加强 能力。如果能够实现这一目的，则有两种 发展前景，其一是在更远的距离内也能实 现相同的加强功能；其二是可达到更高的 加强能力。如果能够在可靠的前题下兼固 这两点，那么有信心把此系统发展成为一 项可行性的且具实用性的技术。
量子力学在提高全球定位系统精确 度的应用

基于激光的定位系统目前运用量子力学理 论已进入一个发展新纪元。该项研究将翻 开该技术领域的新篇章，如交织光量子放 大器可超越传统系统在精确度上的局限性， 并且添加了嵌入密码保密措施。

传统定位系统的缺陷
传统定位过程通过在空间传递电磁脉 冲，从而确定抵达预定地点的时间以及返 回信号的时间。因为光速是不变的，这种 处理过程可实现远距离不同预定地点在时 间上的同步，从而计算出相关目标的精准 位置。但这种方法的局限在于其准确性会 因功率和带宽的变化而受到一定程度的影 响。

研究人员指出，解决这些问题的一种复杂 的方案是在部分交织状态下准备光量子。 这种状态所提供的精确度较充分交织状态 下低，但衰减度较小。部分交织状态的光 量子在实际运作中比非交织状态的光量子 表现出更优的性能。
Baidu Nhomakorabea
QPS的进展 在加强精确度方面，量子力学运用的关键在于实 现一个'奇特的量子脉冲'需要多少光量子。每100 个光量子对传统系统的加强系数为10；100万个 光量子的加强系数为1000。但是在这种状态下准 备足够的光量子则非常困难，需要精确的应用非 线性光学和感光学。目前研究仍处在早期阶段， MIT的研究小组已完成了QPS技术的初步演示。


材料物理 0210294 张学良