量子技術公司Infleqtion獲得資金以開發(fā)光學原子鐘

Infleqtion在2023年德國慕尼黑光電展覽會（LASER-World of Photonics）的“量子世界（World of Quantum）”會議上宣布將開發(fā)光學原子鐘。

據(jù)麥姆斯咨詢報道，總部位于英國牛津的量子技術公司Infleqtion近日從Innovate UK獲得資助，以擴充其量子系統(tǒng)的制造能力。Infleqtion曾用名為“Cold Quanta”，于2022年底更名。

這筆金額尚未披露的資金將用于支持開發(fā)一種新型光學原子鐘，其精度和可靠性將超越目前基于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）的原子鐘系統(tǒng)。

Infleqtion項目負責人Cornelis Ravensberger在2023年德國慕尼黑激光及光電展覽會的“量子世界”會議演講介紹這項技術時宣布了這一消息。2023年慕尼黑光電展覽會于6月底在德國慕尼黑舉辦。

Infleqtion表示，新型光學原子鐘將比市面上目前同等尺寸最佳的商用原子鐘頻率穩(wěn)定性高50倍以上。這種精確度對于自主導航、彈性配電以及國家安全等應用來說至關重要。

Cornelis Ravensberger表示，在包括5G網(wǎng)絡部署在內(nèi)的各類應用對精確定位、導航和計時（PNT）系統(tǒng)需求不斷增長的推動下，量子PNT系統(tǒng)的市場規(guī)模有望顯著增長。

Cornelis Ravensberger認為：“與傳統(tǒng)基于GNSS的原子鐘系統(tǒng)相比，量子PNT系統(tǒng)具有顯著優(yōu)勢，主要包括提高精度、增強可恢復性、減小尺寸和重量。同時量子PNT系統(tǒng)也不依賴于外部信號，使其不易受天氣條件、干擾信號和抑制信號的影響?！?/p>

利用來自Innovate UK的資金，Infleqtion能夠?qū)⑵湫滦凸鈱W原子鐘推向市場，并使英國成為量子PNT系統(tǒng)開發(fā)和制造的全球領導者。

“該項目將交付英國首個商用光學原子鐘，這將為許多國家安全應用提供關鍵的彈性層。”Infleption UK總經(jīng)理Timothy Ballance博士在公司公告中表示，“這筆資金將使Infleqtion提高其在英國的制造能力，以實現(xiàn)各類量子產(chǎn)品所需系統(tǒng)的制造。再加之我司的工程專業(yè)知識，我們在大規(guī)模交付下一代商用原子鐘領域處于領先市場的有利地位?！?/p>

Infleqtion UK是Infleqtion的全資子公司。Infleption UK在英國牛津擁有設備齊全的量子研究實驗室，并為其在英國開發(fā)的光子集成冷原子源（PICAS）產(chǎn)品提供生產(chǎn)設施。

該公司在拒絕GNSS的環(huán)境中進行慣性傳感和先進計時導航的前沿研究和開發(fā)，主要涉及用于通信和國防應用的射頻（RF）傳感器、用于安全量子網(wǎng)絡的存儲模塊，以及用于計算和模擬的量子信息平臺。

基于量子技術的慣性導航

量子傳感器的潛在應用之一就是創(chuàng)造一種在不使用GPS衛(wèi)星系統(tǒng)的情況下提供精確導航的設備。對于軍方來說，這是一個重要目標，因為對手可能試圖通過干擾無線電信號或其他方式來阻止GPS信號。

目前Infleqtion正在積極研究利用量子技術創(chuàng)建非GPS導航系統(tǒng)。Infleqtion與美國科羅拉多大學博爾德分校（University of Colorado, Boulder）一直致力于利用機械設計的光學晶格原子干涉儀來研究基于量子技術的慣性傳感器設備。

基于光學干涉儀的慣性傳感器設備示意圖

該設備利用由光駐波形成的光學晶格進行干涉測量。如上圖所示，該設備由銣（Rb）原子的一維陣列構成，這些銣原子被蒸發(fā)并加載至磁光阱中。通過將不同激光照射陣列，并利用相機觀察所得圖像，該系統(tǒng)可以使用基于人工智能（AI）的強化學習和控制技術來計算加速度。Infleqtion方法有諸多優(yōu)點，可以通過軟件控制實時重新配置，具有緊湊型外形尺寸，可以按比例放大以獲得更高靈敏度，并且具有魯棒性。