Page 189 - 当代控制理论及应用技术概论

第五章 量子控制研究

的多脉冲信号及信号中大量压缩的光子为用户时空坐标的测量精度带来了 倍
的提高，突破了受限于海森堡测不准原理的传统测量极限。在量子理论不断发展
的今天，其测量技术也不断改进与完善，可以预测今后的量子测量精度会取得进
一步突破。就无源量子定位系统而言，由于其结构包括量子陀螺仪、量子加速度
计、原子时钟等，基于原子物质波的干涉效应与原子自旋的传感测量具有高灵敏

度和极低零偏漂移的优点，与传统惯导系统相比，测量精度更高，误差更小，对
载体姿态改变的检测灵敏度更高。随着相关量子理论及误差分析模型的完善，该
QPS 技术将作为新一代惯性导航系统开拓广阔的应用空间。

（2）保密通信安全性能更强
量子遵循测不准原理与不可克隆原理，即未知的量子态无法进行测量，且
量子态不可被精确复制。此外，将量子定位系统与量子密钥协议相结合，在实现
信息保密处理的同时提高了量子定位系统的安全性。
基于此，在 QPS 光子脉冲的传输过程中，即使部分纠缠态光子丢失或被窃取，

窃听者所得的测量结果是随机的、无效的，无法根据这些光子来获取定位点的位
置坐标。此外，一旦窃听者截获了传输信号，则破坏了原有的量子态，由于量子
纠缠的非局域性和关联特性，系统会得到与初始量子信息不对应的计算结果，这

可以用来检测通道是否被监听；同时，系统可以通过更换通信频率或通道而继续
正常工作。
基于量子惯性器件的新一代惯导技术本身就是无源定位系统，不依赖外界
信息，隐蔽性好，保密性与安全性具有无可比拟的优势。随着降噪与抗干扰技术
的提升，该系统的自主导航能力将得到进一步增强。

5. 量子定位技术的发展前景
量子定位技术作为一种不同于传统 GPS 的新型精确定位技术，是量子光学
和通信导航技术相融合的典范。这项技术的深入研究，能为下一代高精度导航系

统提供量子水平的定位精度。特别是在以下两个方面。
（1）量子定位系统技术理论和工程实现将促进电子信息系统进入量子时代。
随着信息化社会的发展，未来将逐步进入量子的时代。在量子领域的实用
化进程中，高性能、大规模的量子设备（如星地量子保密通信、量子计算处理芯片、
高性能纠缠源）已逐步面世。这也为量子定位技术逐步实用化提供了良好的基础。

（2）量子定位系统与量子密码技术的结合是未来实用化的最佳途径。

181
181