量子传感器突破引力测量极限，助力地下资源勘探

英国帝国理工学院量子测量实验室与德国马普学会量子光学研究所的联合团队，在《物理评论快报》发表的研究成果显示，其研发的量子重力传感器已实现 0.1 纳伽（10⁻¹³ 米 / 秒 ²）的测量精度，成功在苏格兰阿伯丁油田试验中识别出 1000 米地下直径仅 5 米的油气藏构造，标志着量子传感技术正式进入工业化应用阶段。

传统重力测量依赖机械摆式传感器，受地面振动、温度变化等环境干扰，精度极限为 1 微伽（10⁻⁸米 / 秒 ²），难以识别小型或深埋的地下结构。而这款量子传感器通过激光冷却技术将铷 - 87 原子团冷却至 100 纳开（接近绝对零度），利用原子干涉仪测量重力场变化 —— 当两束相干原子波在重力场中传播后产生干涉条纹，其偏移量与重力加速度直接相关。

“我们通过三对反向传播的激光束构建原子干涉仪，将测量时间从传统设备的 10 秒缩短至 0.5 秒，同时采用主动隔振系统抵消 99.9% 的地面振动干扰。” 项目负责人马库斯・赖希博士用形象的比喻解释技术突破，“这相当于在伦敦的实验室里，能精确检测到纽约中央公园一只蜜蜂飞过产生的引力扰动。”

在北海油田的实际应用中，该传感器展现出显著的商业价值。英国石油公司（BP）的测试数据显示，采用该技术后，钻井目标命中率从 62% 提升至 89%，单口探井的平均成本从 1200 万美元降至 900 万美元，同时将勘探周期缩短 40%。BP 已与研发团队签订 5 年独家合作协议，计划 2026 年将其部署于北海、墨西哥湾等 12 个重点油气田。

除资源勘探外，该技术正在拓展至多个领域：在地下水监测中，已成功绘制出丹麦奥胡斯市地下 200 米的淡水含水层分布，为应对干旱提供精准数据；在地质灾害预警方面，意大利维苏威火山监测站的测试表明，其可提前 3 个月检测到火山岩浆运移引发的微小重力变化。欧盟 “量子旗舰计划” 已将该技术列为重点推广项目，预计 2030 年将形成 15 亿欧元的市场规模。

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