海外谈中国正在研究量子重力传感器，仅通过质量来探测美国核潜艇

中国正在通过中国科学院推进一种基于超导量子干涉装置（SQUID）的重力传感器，旨在通过测量水下核潜艇质量产生的微小重力扰动来探测水下核潜艇。

该系统最近在实验室外条件下进行了演示，代表了向可部署量子传感能力的转变，可以在不依赖声学或电磁信号的情况下被动检测隐形海军资产。据《南华早报》2026 年 4 月 3 日发表的报道，这种紧凑型传感器（大约有一个办公室隔间大小）的灵敏度水平接近大型天文台，标志着在反潜战中的潜在应用迈出了关键一步。

这种类型的传感器可能与反潜战（ASW）特别相关，其通过重力扰动检测质量的被动能力引入了量子传感在检测隐形资产（包括美国核潜艇）方面的潜在应用。主要的技术进步在于抑制重力梯度测量噪声，这种噪声通常源自地震运动、结构振动和热波动，并且已降低到接近激光干涉引力波天文台（LIGO）等大型干涉仪设施的水平，尽管该系统的尺寸小了几个数量级。

这表明千米尺度的长度不再是重力测量灵敏度的唯一决定因素，噪声隔离和信号处理可以补偿尺度的减小，这是从实验装置转向民用和军事领域潜在现场应用的关键推动因素。中国的重力传感器系统基于超导量子干涉装置（SQUID）架构，该架构使用冷却到极低温度的超导材料来消除电阻并实现量子干涉效应。

这些低温使得约瑟夫森结的形成能够响应量子波函数的相位差，从而使该设备能够测量极小的磁通量变化，这些变化是由悬浮测试质量的位置变化引起的，通常在公斤范围内，通过迈斯纳效应实现的磁悬浮保持在近乎无摩擦的状态。这种效应消除了机械扰动，否则会影响测量结果，位移灵敏度达到纳米或亚纳米尺度，然后转换为电信号进行分析，有效地将设备转变为超出传统传感器灵敏度极限的精密仪器。
与测量绝对重力加速度的经典重力仪不同，该系统测量空间梯度，这意味着它比较两个间隔很近的点之间的重力差异。这样可以检测附近质量引起的局部异常，可测量的变化约为 10⁻⁹ 至 10⁻10 m/s²（9.800000000 至 9.800000002 m/s²），这对应于标准重力小数点后第九位的变化。这使得能够通过重力影响来检测附近大型物体的运动，而不是依赖于电磁或声学可检测信号，使得中国系统本质上是被动的，不会暴露传感器的存在，因为不依赖外部发射，例如发射的能量、反射或信号传播。

这一关键概念将其与传统的反潜战方法区分开来，在传统的反潜战方法中，声纳依赖于声学传播，雷达在水下无效，磁异常检测（MAD）受到范围和背景噪声的限制。相比之下，基于重力的探测系统理论上不受声学静音、船体涂层或电磁屏蔽的影响，因为质量无法改变或隐藏，从而引入恒定且不可避免的探测参数，尽管重力信号的幅度仍然极小且难以隔离，这目前限制了操作可行性。