Инженеры вплотную приблизились к созданию квантового компаса
Технология квантовой навигации использует датчики на основе атомных интерферометров, которые позволяют определять положение и движение без GPS-спутников. Однако для обеспечения высокой точности квантовая система должна быть достаточно большой, чтобы разместить шесть крупных интерферометров. Ранее для этого требовалось помещение размером с комнату, но новое открытие существенно меняет подход.
Инженеры из Sandia National Labs создали компактные оптические чипы, которые позволяют разместить квантовые навигационные датчики в малом формате. Вместо громоздких лазерных систем, необходимых для работы атомных интерферометров, они используют крошечные интегрированные фотонные микросхемы.
— Эти датчики, основанные на принципах квантовой механики, обеспечивают невероятную точность измерения ускорения и угловой скорости, что делает возможной точную навигацию даже в зонах без GPS, — объясняет инженер Sandia National Labs Джонгмин Ли.
Одним из ключевых элементов разработки стал модулятор, способный точно контролировать и объединять несколько частот от одного источника, устраняя необходимость в отдельных лазерах. Кроме того, эти чипы устойчивы к вибрациям и ударам, что делает их пригодными для использования в сложных условиях.
Ранее квантовые навигационные системы размером с комнату были весьма дорогими, например, один лазерный модулятор мог стоить более 10 тысяч долларов. Полупроводниковые микросхемы должны значительно снизить стоимость, сделав квантовую навигацию доступнее.
Кроме навигации, эту технологию можно использовать для обнаружения мельчайших гравитационных колебаний, что позволяет, например, выявлять подземные залежи полезных ископаемых. Оптические чипы также могут найти применение в квантовых вычислениях, оптической связи и производстве лидаров.