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美国国家航空航天局资助的一项合作将专注于推进量子传感技术，以获得对地球和气候变化影响的新认知。在德克萨斯大学奥斯汀分校（UT）的领导下，量子路径研究所的合作者正在努力开发传感器，以帮助在轨卫星收集关于原子如何对其环境中的微小变化作出反应的数据。这些信息可用于推断地球重力场的时间变化。

作为这项工作的一部分，研究人员将开发光子集成电路（PIC）以帮助从太空监测地球环境。

2012年2月21日，从国际空间站上看到的阿根廷佩里托-莫雷诺冰川。由德克萨斯大学奥斯汀分校领导的美国宇航局量子路径研究所将专门推进量子传感技术，帮助科学家了解地球表面的冰和水的运动。

来源：美国国家航空航天局。 

新项目的负责人、UT航空航天工程和工程力学系教授Srinivas Bettadpur说："最近量子方法有了巨大的进步，主要是在计算方面“。他说，在量子路径研究所，合作者将在太空中部署量子传感技术，以便观察地球的整体情况。

该合作寻求获得的信息将使科学家们能够提高几个重要气候过程的测量的准确度，如海平面上升、冰雪融化率、土地-水资源的变化和海洋储热变化的测量。

这个多个大学的团队包括来自科罗拉多大学博尔德分校、圣巴巴拉大学（UCSB）、加州理工学院和国家标准与技术研究所的研究人员。

一个用于冷原子的原子-光子集成芯片的例子。来源：Andrei Isichenko，圣巴巴拉大学（UCSB）。

尽管这些传感技术的某些方面目前已经存在，但还有一些部分，合作者必须建立新的技术。UCSB的电子和计算机工程教授Daniel Blumenthal说："为了做到这一点，我们必须考虑地球上90%的原子实验采用的激光器、光子学、调制器和控制电子学，非常努力地把所有这些精确性放到可以在太空中部署的小型、低功率的芯片上。“

Blumenthal将与UT的Seth Bank和Dan Wasserman合作，开发PIC芯片。这些芯片将被用来从太空测量地球重力的微小变化。

Blumenthal用于推进芯片规模的技术之一是摇动晶格干涉仪结构：一种原子干涉仪传感器，通过光学冷却和捕获原子，以极高的灵敏度测量重力梯度。研究所的努力将建立在使用科罗拉多大学JILA（原实验室天体物理学联合研究所）的超冷原子的光学晶格钟技术上。JILA研究员Murray Holland说，这项技术将被应用于极端惯性感应能力，而不是计时。

Blumenthal说，除了解决地球气候问题的重力感应外，极其敏感的天基重力测量技术最终可以部署到其他基于地球的应用，以及未来的空间探索目的。

"可能是在空间站上，或地球静止卫星上"，他说。"或者它们可以被送到木星或金星或火星上，以绘制出这些行星的重力图。"

该研究所将在未来五年内获得高达1500万美元的资金。