Квантовый компас нового поколения придет на смену GPS

Исследователи из Национальной лаборатории Сандия достигли значительного успеха в разработке высокоточного датчика движения, который способен заменить GPS. Новый датчик, созданный на основе кремниевых фотонных микрочипов, обеспечивает навигацию в местах, где GPS-сигналы недоступны.

Проблема точной навигации особенно актуальна в условиях отсутствия GPS-сигналов, объясняет учёный из Сандии Чонмин Ли. Новые датчики, основанные на принципах квантовой механики, демонстрируют исключительную точность в измерении ускорения и угловой скорости, что позволяет выполнять точную навигацию даже без GPS-сигналов.

Группа учёных из Сандия создала высокоэффективный кремниевый фотонный модулятор, являющийся ключевым элементом лазерной системы на микрочипе. Этот модулятор обеспечивает высокую степень точности измерений ускорения и угловой скорости. «Мы значительно повысили производительность и можем изготавливать сотни модуляторов на одной 8-дюймовой пластине и ещё больше на 12-дюймовой», — отмечает учёный Ашок Кодигала из Сандии.

Новый датчик пригоден не только для навигации; он также может применяться для обнаружения подземных полостей и находок ресурсов, а также в оптических коммуникациях и квантовых вычислениях.

Команда учёных разрабатывает компактный квантовый компас, который может быть использован в различных сферах. Они сотрудничают с промышленностью, малым бизнесом, академическими учреждениями и государственными органами для создания новых технологий и поддержки выпуска продуктов.

Новый датчик использует принципы квантовой механики, чтобы достичь непревзойденной точности в измерении ускорения и угловой скорости. Он включает в себя кремниевый фотонный микрочип, в который встроена лазерная система и модулятор. Лазерная система генерирует свет, который проходит через модулятор, где он превращается в сигнал, содержащий данные об ускорении и угловой скорости. Этот сигнал затем обрабатывается и интерпретируется для определения точного местоположения и скорости объекта.

Новый датчик обладает рядом преимуществ перед традиционными навигационными системами. Высокая точность измерений ускорения и угловой скорости позволяет осуществлять точную навигацию даже в условиях отсутствия GPS. Компактность устройства делает его универсально применимым для различных сфер, включая навигацию, обнаружение подземных полостей и ресурсов, оптические коммуникации и квантовые вычисления. Изготовление таких датчиков обходится значительно дешевле по сравнению с традиционными навигационными системами, что делает их более доступными для широкой аудитории.

Исследователи из Сандии продолжают совершенствовать устройство и расширять его области применения.

 

Источник: iXBT