Exail发布第一款三轴量子惯性传感器，迈向无漂移导航系统的里程碑

据麦姆斯咨询报道，高科技产业集团Exail（前身为iXblue）近日发布了第一款三轴量子惯性传感器，该传感器在iXAtom联合实验室开发（该实验室与波尔多LP2N实验室共用一支研究团队）。这款三轴量子惯性传感器能够在三个维度、任何方向上连续跟踪并测量加速度。这是利用量子优势开发无漂移惯性导航系统所迈出的重要一步。这项研究成果已发表于Science Advances期刊。

惯性导航传感器必须以高速率提供连续测量信号，并在长时间内保持精度和灵敏度。不过，即使当前的导航传感器能够提供高性能，它们也会在一定时间后出现漂移。量子传感器非常精确且具有鲁棒性，但它们在测量过程中具有固有的死时间和运行动态降低。

通过结合这两项技术，加上合作伙伴分别拥有的学术界和工业界专业知识，iXAtom团队开发了第一款混合多维量子惯性传感器。该传感器以经典传感器的速率（带宽）提供连续信号，但得益于量子测量提供的原位和实时校准，其精度提高了50倍。

混合量子惯性传感器（QuAT）的设计理念和几何结构：加速度的不同分量垂直于各自逆反射镜的表面进行测量。

为了开发这种传感器，iXAtom团队使用了在真空室内自由下落时冷却到几个百万分之一度的原子。这些原子形成惯性参考，通过原子干涉法，将其与三个参考逆反射镜（retroreflection mirror）的运动进行比较，这三个参考逆反射镜定义了用于测量的三重激光束的三个正交方向。在每个逆反射镜上，机械加速度计被刚性固定以实现混合。由于它可以自己确定测量加速度的方向，因此，这是第一个不需要根据预定义测量方向进行精确对准的量子传感器。

该架构基于最少数量的激光束，因为，紧凑性一直是未来实际应用的关键考量。这标志着利用量子技术开发惯性导航系统迈出的重要一步，能够完全克服导航系统依赖全球导航卫星系统（GNSS）等外部信号重新校准的需要。

编辑：黄飞