Технология квантовой навигации основана на датчиках — атомных интерферометрах, — которые могут отслеживать положение и движение без необходимости в GPS-спутниках. Проблема в том, что для достаточной точности определения местоположения квантовая система должна быть довольно объемной, чтобы вместить шесть больших атомных интерферометров. Ранее для этого потребовалась бы целая комната, однако новое открытие меняет ситуацию.
Инженеры из Sandia National Labs разработали сверхкомпактные оптические чипы, на которых можно разместить квантовые навигационные датчики. В них громоздкие лазерные системы, которые обычно требуются для атомных интерферометров, заменены на крошечные интегрированные фотонные микросхемы.
— Используя принципы квантовой механики, эти датчики обеспечивают непревзойденную точность измерения ускорения и угловой скорости, обеспечивая точную навигацию даже в зонах, где нет GPS, — поясняет инженер Sandia National Labs Джонгмин Ли.
Один из ключевых элементов, разработанных инженерами, — это модулятор, который может точно контролировать и объединять несколько частот из одного источника, устраняя необходимость в использовании отдельных лазеров. Также чипы устойчивы к вибрациям и ударам, что позволяет использовать квантовые датчики в сложных условиях.
Наконец, квантовые навигационные системы размером с комнату довольно дорогие: один лазерный модулятор может стоить более $ 10 тыс. Полупроводниковые микросхемы должны значительно снизить затраты, сделав квантовую навигацию доступной.
Помимо навигации, технологию можно использовать для обнаружения мельчайших гравитационных колебаний. Это позволит обнаруживать, например, подземные залежи полезных ископаемых. Кроме того, оптические чипы потенциально можно использовать в таких областях, как квантовые вычисления, оптическая связь и производство лидаров.
