為了讓皇家海軍取得核子動力潛艦，澳洲除了與英美合作成立 AUKUS 聯盟外，也積極引進國內廠商，位於雪梨的 Q-CTRL 近日獲得澳軍合約，將協助開發潛艦用量子導航系統。

2017 年成立於雪梨的 Q-CTRL 專精於量子力學相關應用開發，包括量子電腦、感測和相關軍事科技的研發與國際合作，並與 IBM、英國倫敦大學帝國學院和美國西北大學等企業、學術單位密切合作。

潛艦雖然具備極佳的隱匿性，對於伏擊敵軍海上軍艦有奇襲效果，但缺點是潛入水中後很難向外收發訊號，因此在潛航期間需要依靠陀螺儀羅盤和慣性導引進行導航，無法使用 GPS 等衛星定位。

因此澳洲皇家海軍近日與 Q-CTRL 簽署合約，將開發潛艦專用的量子導航系統，將採用類似美國桑迪亞國家實驗室，在 2021 年發布的量子感測器技術。

量子導航透過超冷原子幹涉儀（Atom Interferometry）技術，將原子冷卻至極度接近攝氏零下 273.15 度的絕對零度，再透過雷射光照，達成量子疊加狀態（Quantum Superposition）。

每個原子會同時呈現移動和停滯兩種狀態，各種狀態會對不同外力產生反應，包括重力和加速，使用這種技術距離測量，將比現有 GPS 技術精準非常多，且不需依賴衛星訊號。

先前各方嘗試開發的量子感測器原型，都需大量能源和複雜的機械結構才能運作，其中如原子陀螺儀（Atom Gyroscope）和原子加速器（Atom Accelerometer)等，都需要透過巨大真空腔體（Vaccum Chamber）來抽離分子。

桑迪亞國家研究室（Sandia National Laboratories）團隊在 2021 年成功運用矽酸鋁、氧化鋁等化學原料，大幅降低真空腔體體積，讓新型量子感測器體積和能耗縮小到實用規模。研究團隊發表論文指出，新材質讓量子感測器具備實用尺寸和功耗，可持續運作超過 200 天。

若 Q-CTRL 也能順利開發出量子感測器，則目前進行中的 AUKUS 級核子潛艦合作計畫中，由英國提供技術協助的新型核子潛艦則最有可能率先採用，預計 2030 年後將可能現身。

（首圖來源：, Public domain, via Wikimedia Commons）