英国皇家海军(Royal Navy)近日宣布，威尔士亲王号航空母舰(HMS Prince of Wales)于3月14日启航前往挪威参加北极军事演习，并首次启用量子技术，将高度精确的原子钟安装在航空母舰上以实现精确时间定位。

图片来自英国皇家海军(Royal Navy)

据悉，这台原子钟设备相当于一台普通的笔记本电脑大小，能够提供高度精确的时间信号。即使在GPS全球定位系统信号丢失的情况下，该设备也能保证军舰的复杂作战系统进行时间同步。

时间信号同步对于军舰来说至关重要，准确的时间信息有助于舰只在海上作业时保证安全。如果过分依赖GPS系统，当系统故障或无法使用时就会产生问题。量子技术可以解决这一问题，并提供可靠的技术保障。其中，原子钟利用原子跃迁频率稳定的特性，可以获取精准的时间频率信号，其研发涉及量子物理学、电学、结构力学等众多学科。

此次，英国皇家海军为了减少对GPS系统的依赖，与英国石油公司(BP)和美国科技集团Teledyne在英国的子公司Teledyne e2v展开密切合作，将原子钟设备首次应用在这艘英国最大的航空母舰——威尔士亲王号上。

图片来自英国皇家海军(Royal Navy)

据悉，该设备为Teledyne e2v公司在英国设计和制造的MINAC系统，是一款铯原子钟，能够在全球导航卫星系统(GNSS)或GPS信号无法使用的情况下，保证时间精度，并补充定位、导航和授时(PNT)系统。MINAC系统在体积上实现了大幅度缩减，未来可用于舰队中的其它船只，甚至可放置于英国皇家海军突击队所携带的背包中。

此次原子钟技术的使用与测试，将为未来量子导航的实现奠定基础。据了解，卫星导航系统存在局限性和脆弱性。局限性是指受物理遮蔽的影响，微弱的卫星导航导航信号不足以穿透各种物理遮蔽物，如在室内、地下、隧道、水下、高山或城市峡谷，甚至浓密的森林中，用户无法获得卫星导航系统服务；脆弱性指因卫星导航信号功率过低，以及无线电信号传播与接收特性共同作用的结果，用户无法较好地获得卫星导航服务。目前，世界上多个国家正在积极开发运用量子技术的导航系统，而原子钟作为导航卫星的“心脏”，将对导航精度起到决定性作用。