海外談中國正在研究量子重力傳感器，僅通過質量來探測美國核潛艇

中國正在通過中國科學院推進一種基于超導量子干涉裝置（SQUID）的重力傳感器，旨在通過測量水下核潛艇質量產生的微小重力擾動來探測水下核潛艇。

該系統最近在實驗室外條件下進行了演示，代表了向可部署量子傳感能力的轉變，可以在不依賴聲學或電磁信號的情況下被動檢測隱形海軍資產。據《南華早報》2026 年 4 月 3 日發表的報道，這種緊湊型傳感器（大約有一個辦公室隔間大?。┑撵`敏度水平接近大型天文臺，標志著在反潛戰中的潛在應用邁出了關鍵一步。

這種類型的傳感器可能與反潛戰（ASW）特別相關，其通過重力擾動檢測質量的被動能力引入了量子傳感在檢測隱形資產（包括美國核潛艇）方面的潛在應用。主要的技術進步在于抑制重力梯度測量噪聲，這種噪聲通常源自地震運動、結構振動和熱波動，并且已降低到接近激光干涉引力波天文臺（LIGO）等大型干涉儀設施的水平，盡管該系統的尺寸小了幾個數量級。

這表明千米尺度的長度不再是重力測量靈敏度的唯一決定因素，噪聲隔離和信號處理可以補償尺度的減小，這是從實驗裝置轉向民用和軍事領域潛在現場應用的關鍵推動因素。中國的重力傳感器系統基于超導量子干涉裝置（SQUID）架構，該架構使用冷卻到極低溫度的超導材料來消除電阻并實現量子干涉效應。

這些低溫使得約瑟夫森結的形成能夠響應量子波函數的相位差，從而使該設備能夠測量極小的磁通量變化，這些變化是由懸浮測試質量的位置變化引起的，通常在公斤范圍內，通過邁斯納效應實現的磁懸浮保持在近乎無摩擦的狀態。這種效應消除了機械擾動，否則會影響測量結果，位移靈敏度達到納米或亞納米尺度，然后轉換為電信號進行分析，有效地將設備轉變為超出傳統傳感器靈敏度極限的精密儀器。
與測量絕對重力加速度的經典重力儀不同，該系統測量空間梯度，這意味著它比較兩個間隔很近的點之間的重力差異。這樣可以檢測附近質量引起的局部異常，可測量的變化約為 10?? 至 10?10 m/s2（9.800000000 至 9.800000002 m/s2），這對應于標準重力小數點后第九位的變化。這使得能夠通過重力影響來檢測附近大型物體的運動，而不是依賴于電磁或聲學可檢測信號，使得中國系統本質上是被動的，不會暴露傳感器的存在，因為不依賴外部發射，例如發射的能量、反射或信號傳播。

這一關鍵概念將其與傳統的反潛戰方法區分開來，在傳統的反潛戰方法中，聲納依賴于聲學傳播，雷達在水下無效，磁異常檢測（MAD）受到范圍和背景噪聲的限制。相比之下，基于重力的探測系統理論上不受聲學靜音、船體涂層或電磁屏蔽的影響，因為質量無法改變或隱藏，從而引入恒定且不可避免的探測參數，盡管重力信號的幅度仍然極小且難以隔離，這目前限制了操作可行性。