- 什么是量子重力傳感器
- 來源：賽斯維傳感器網 發表于 2022/9/30
Gravity Delve 項目旨在通過在惡劣的地下鉆孔環境中探索該技術來利用量子重力傳感的潛力。
土木工程師經常面臨尋找地下位置以鋪設電纜、管道或導管以供應電力、水、天然氣和電信服務等必要公用設施的挑戰。
雖然存在許多用于地下傳感的技術，例如探地雷達，但科學家們直到最近才轉向量子技術，以更好地了解地表下發生的事情。
什么是量子重力傳感器？
根據伯明翰大學的研究人員的說法，一種稱為量子重力感應的新方法通過應用一種稱為原子干涉測量的技術來工作。該技術使用冷原子“作為理想的測試質量來創建可以測量重力梯度而不是絕對值的重力傳感器”。研究人員聲稱，這種方法繞過了可能干擾傳感的噪聲源。
BBC 的一篇文章解釋說，量子傳感使用激光將銣原子冷卻到略高于零（-273°C）。這些原子首先在真空中向上發射，并在重力將它們拉回時進行測量。
原子干涉儀如何用作重力傳感器。
a) 描述識別處于激發態的兩能級原子的概率與激光脈沖激發基態原子的持續時間。b) 原子干涉儀如何用作重力傳感器。圖片由Nature提供
雖然量子傳感器已經在石油和天然氣領域取得了很大成功，但設計用于在地面上運行的量子冷原子傳感器有望更好地檢測和監測地下物體。
然而，迄今為止，尚未對部署在鉆孔中的量子重力傳感器的潛在好處給予太多關注。
用于鉆孔的量子重力傳感器
Gravity Delve Project (GDP) 匯集了來自英國 Quantum Technology Hub Sensors and Timing（由伯明翰大學領導）和井下技術專家 Nemein Ltd 的學者，共同探索基于原子干涉測量的量子重力傳感器。
Nemein Ltd 目前正在開發可部署在鉆孔中用于能量收集和環境傳感的設備。據該公司稱，這項技術將使伯明翰大學的量子傳感器（作為 GDP 的一部分開發）能夠部署到井下環境的惡劣條件中。
重力傳感器已成功應用于石油和天然氣領域。圖片由伯明翰大學提供
伯明翰大學研究員兼該項目技術負責人 Jamie Vovrosh 博士表示，該項目提供了一個機會，可以在新應用中使用量子冷原子傳感器的“非凡性能”，有可能開辟“實現未來經濟和社會效益的途徑。”
該小組的研究發表在《自然》雜志上。
減少碳氫化合物提取對環境的影響
在伯明翰大學已經在冷原子重力傳感器方面開展的工作的基礎上，該項目將研究鉆孔應用，例如碳捕獲和儲存 (CCS) 以及碳氫化合物和地熱儲層。
它還將研究商業上可行的量子設備如何替代或增強當前技術，以優化 CCS 儲層并減少碳氫化合物開采對環境的影響。
量子傳感的不同應用。圖片由 ESA 和Teledyne Imaging提供
研究人員還表示，該項目將促進從化石燃料向可再生能源的過渡。作為該項目的一部分，將為創新的鉆孔量子冷原子傳感器開發設計，這可能會導致第一個既具有成本效益又有效的深鉆孔量子傳感器。
一旦開發完成，基于原子干涉儀的技術有望顯著更小、更輕、更節能，同時提高靈敏度和更快的測量時間。
Nemein 的技術總監 Lawrence Till 評論說：“Gravity Delve 不僅僅是一個優化 CCS 和鉆孔能量提取的項目。作為一個相關項目，它非常重要，它表明量子技術可以部署在現實世界中一些惡劣的環境中，并展示對環境的切實好處。”
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