I laboratori Sandia riducono la navigazione quantistica alle dimensioni di un chip; scoperta del posizionamento senza GPS

I ricercatori dei Laboratori Nazionali Sandia hanno creato dei chip ottici miniaturizzati che potrebbero rivoluzionare la tecnologia di navigazione quantistica. Questi chip consentono lo sviluppo di sensori quantistici significativamente più piccoli per un posizionamento preciso senza dipendere dai satelliti GPS.

I sensori di movimento tradizionali per la navigazione, grandi all'incirca come un pompelmo, dipendono dai segnali GPS per la guida. Al contrario, la navigazione quantistica impiega interferometri atomici per tracciare la posizione e il movimento in modo indipendente. Tuttavia, i sistemi quantistici precedenti richiedevano un'apparecchiatura grande come una stanza per ospitare sei grandi interferometri atomici.

La scoperta del team di Sandia consiste nel creare chip ottici ultracompatti che alimentano i sensori di navigazione quantistica. Questi chip integrano circuiti fotonici per sostituire gli ingombranti sistemi laser tipicamente utilizzati negli interferometri atomici. Il risultato è un pacchetto abbastanza piccolo da poter essere distribuito su larga scala.

Un componente chiave di questa innovazione è un modulatore in grado di controllare e combinare con precisione più frequenze laser da un'unica sorgente. Questo elimina la necessità di impilare i singoli laser, riducendo ulteriormente le dimensioni e la complessità.

Oltre alla miniaturizzazione, i nuovi chip offrono una maggiore durata contro le vibrazioni e gli urti, consentendo potenzialmente l'impiego in ambienti difficili non adatti ai modelli attuali.

Un altro vantaggio significativo è la riduzione dei costi. Mentre i sistemi di navigazione quantistica esistenti possono essere proibitivi, con modulatori laser individuali che costano oltre 10.000 dollari, il team di Sandia mira a sfruttare le tecniche di produzione dei semiconduttori per la produzione di massa. Questo approccio potrebbe ridurre drasticamente i costi e aumentare l'accessibilità.

Jongmin Lee, uno scienziato di Sandia, ha sottolineato l'importanza di ridurre la dipendenza dal GPS, notando che i segnali satellitari possono essere disturbati o spoofati, con rischi per le operazioni militari e i sistemi di trasporto automatizzati.

Le applicazioni potenziali vanno oltre la navigazione. Il team sta esplorando l'uso di questi sensori quantistici per rilevare sottili cambiamenti gravitazionali e mappare risorse e strutture sotterranee.

Questa ricerca rivoluzionaria è stata pubblicata su come storia di copertina della rivista Science Advances, sottolineando la sua importanza nella tecnologia quantistica e nella navigazione.