美國(guó)核潛艇部隊(duì)幾十年來(lái)把水下沉默視為核心優(yōu)勢(shì)，但量子傳感器的出現(xiàn)讓這一假設(shè)面臨新考驗(yàn)。

他們把基于銣原子的相干布居俘獲原子磁力計(jì)安裝在旋翼無(wú)人機(jī)上，通過(guò)20米長(zhǎng)纜繩拖曳傳感器，避免飛機(jī)自身電磁干擾。

試驗(yàn)地點(diǎn)選在山東威海近海，對(duì)400米乘300米的網(wǎng)格區(qū)域?qū)嵤呙?，共設(shè)置34個(gè)交叉點(diǎn)，完成兩次獨(dú)立測(cè)繪。

原始磁異常數(shù)據(jù)精度達(dá)到2.517納特斯拉，經(jīng)過(guò)算法修正后提升到0.849納特斯拉，兩次結(jié)果相關(guān)性高達(dá)99.8%，均方根誤差僅1.149納特斯拉。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈敏度為8皮特斯拉。這一精度足以捕捉潛艇鋼鐵船體對(duì)地球磁場(chǎng)的微小擾動(dòng)。

傳統(tǒng)磁異常探測(cè)器在低緯度海域常常失效，因?yàn)榈厍虼艌?chǎng)方向幾乎平行于海面，垂直分量微弱，傳感器難以有效工作。

中國(guó)團(tuán)隊(duì)采用量子干涉原理，讓銣原子在激光照射下進(jìn)入疊加態(tài)，產(chǎn)生七個(gè)微波共振信號(hào)，這些信號(hào)頻率與磁場(chǎng)強(qiáng)度形成線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)全向探測(cè)，不再受探頭朝向限制。

與北約現(xiàn)役的磁異常探測(cè)擴(kuò)展型系統(tǒng)相比，這套方案采用單探頭設(shè)計(jì)，大幅降低成本和結(jié)構(gòu)復(fù)雜度。北約系統(tǒng)需要多探頭陣列才能彌補(bǔ)盲區(qū)，而中國(guó)方案只需單個(gè)單元就覆蓋全方向。

無(wú)人機(jī)平臺(tái)進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，一架攜帶傳感器的無(wú)人機(jī)可以低成本實(shí)施大面積掃描，避免有人駕駛反潛巡邏機(jī)長(zhǎng)時(shí)間低空盤(pán)旋暴露位置。

在實(shí)際作戰(zhàn)布局中，這種機(jī)動(dòng)部署讓反潛力量能夠在廣闊海域快速布網(wǎng)，縮短發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的時(shí)間窗口。

任何物體在水中前進(jìn)都會(huì)形成固定角度的V形波紋，即使?jié)撏О言肼暫蜏囟忍卣鲏嚎s到最低，這道尾流也無(wú)法消除。

攪動(dòng)海水中帶電離子在地磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，會(huì)誘發(fā)一道微弱磁場(chǎng)信號(hào)，隨尾流延伸形成獨(dú)特的足跡。

建模顯示，對(duì)于一艘以24節(jié)速度在30米深度航行的海狼級(jí)潛艇，尾流誘發(fā)磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到10^{-12}特斯拉，這一數(shù)值處于現(xiàn)有機(jī)載磁力計(jì)的探測(cè)范圍之內(nèi)。

如果航速增加2.5米每秒，磁場(chǎng)強(qiáng)度提升十倍；深度減少20米，強(qiáng)度則翻倍。

潛艇長(zhǎng)度增加會(huì)讓磁場(chǎng)減弱，而寬度增大則讓磁場(chǎng)增強(qiáng)。這條路線針對(duì)的是運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的流體力學(xué)后果，與銣基量子傳感器捕捉船體靜態(tài)磁擾的路徑形成互補(bǔ)。

兩種方法探測(cè)的物理量不同，在戰(zhàn)略運(yùn)用中可以相互驗(yàn)證，構(gòu)建多層感知網(wǎng)絡(luò)。

傳統(tǒng)反潛主要依靠聲納，但聲納易受海洋環(huán)境和潛艇消音涂層壓制，而這兩項(xiàng)量子路徑均繞開(kāi)聲學(xué)，從磁異常和尾流磁簽名切入。

在西太平洋的兵力部署中，美國(guó)核潛艇經(jīng)常執(zhí)行威懾巡邏和補(bǔ)給任務(wù)，一旦這類(lèi)探測(cè)手段成熟，反潛殺傷鏈的節(jié)點(diǎn)數(shù)量就會(huì)增加，迫使?jié)撏д{(diào)整巡航深度和航線以規(guī)避固定特征區(qū)域。

美國(guó)海軍公開(kāi)表態(tài)中繼續(xù)強(qiáng)調(diào)核潛艇部隊(duì)的生存能力，把注意力更多放在其他領(lǐng)域威脅應(yīng)對(duì)上。從物理基礎(chǔ)看，水下隱身的前提正被系統(tǒng)性觸及。

南海等低緯度海域曾是傳統(tǒng)傳感器的盲區(qū)，現(xiàn)在量子技術(shù)填補(bǔ)這一空白后，美國(guó)核潛艇在該區(qū)域的活動(dòng)需要額外考量隱蔽措施，比如增加路徑變化或強(qiáng)化消磁處理。

如今，美國(guó)核潛艇仍維持全球范圍內(nèi)的靈活部署，執(zhí)行訓(xùn)練和合作任務(wù)。

量子傳感器的出現(xiàn)并未改變潛艇作為核威懾重要平臺(tái)的地位，卻讓各方更加重視技術(shù)對(duì)沖手段的開(kāi)發(fā)。未來(lái)信號(hào)處理算法的突破和多平臺(tái)集成，將決定這些研究成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際能力的速度。

目前，公開(kāi)信息顯示相關(guān)工作仍在實(shí)驗(yàn)室和近海驗(yàn)證階段，沒(méi)有進(jìn)入艦隊(duì)級(jí)裝備的跡象。

美國(guó)海軍把重點(diǎn)放在提升自身平臺(tái)生存性和分布式無(wú)人系統(tǒng)上，以應(yīng)對(duì)多域威脅。技術(shù)軍備競(jìng)賽的本質(zhì)在于持續(xù)迭代，量子傳感器代表的方向正推動(dòng)這一進(jìn)程加速。