Учёные из Сандийских Национальных Лабораторий (Sandia National Laboratories, SNL) в США сделали значительный шаг к созданию сенсора, настолько точного, что он сведет к минимуму нашу зависимость от спутников GPS. Впервые они использовали компоненты кремниевого фотонного микрочипа для выполнения техники квантового сенсинга, называемой атомной интерферометрией. Эта техника позволяет ультраточно измерять ускорения и может стать основой для создания "квантового компаса" — навигационного устройства, работающего без GPS-сигнала.
Новинка представляет собой миниатюрную систему, которая может заменить громоздкие и дорогие лазерные системы размером с холодильник. Исследователи разработали новый фотонный модулятор, который управляет светом на микрочипе и выдерживает сильные вибрации, что делает его идеальной заменой традиционным системам.
"Мы значительно улучшили производительность по сравнению с существующими решениями," — комментирует учёный Ашок Кодиала из SNL.
До этого квантовые навигационные устройства были громоздкими и дорогими. Только один модулятор в полной системе стоил более $10,000. Благодаря миниатюризации и использованию кремниевых фотонных чипов, ученые могут сократить расходы и массово производить такую технику, делая её доступнее.
И это ещё не всё. Технология может найти применение не только в навигации. Она может помочь находить подземные полости или ресурсы благодаря детекции малейших изменений гравитационного поля Земли. А фотонные компоненты, такие как созданный модулятор, могут использоваться в лидарах, квантовых вычислениях и оптических коммуникациях.
"Мы действительно делаем большие успехи в миниатюризации для разных областей," — говорит Кодиала. "Это захватывающе!"
Команда из SNL, объединившая экспертов в квантовой механике и кремниевой фотонике, проделала огромную работу, чтобы приблизить концепцию квантового компаса к реальности. Их достижения показывают, что фундаментальные исследования могут превратиться в практические технологии, меняющие мир.
"Я испытываю страсть к тому, чтобы видеть, как эти технологии находят реальное применение," — делится учёный Питер Швиндт.
Михаил Гел из SNL добавляет: "Отлично видеть, как наши фотонные чипы используются в реальных приложениях."
С такими технологиями будущее навигации и множество других областей обещают быть гораздо более точными и устойчивыми. Мы на пороге новых открытий, и наши компасы уже никогда не будут прежними.
Источник:
DOI: 10.1126/sciadv.ade4454
-------------------------------------
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте лайк или напишите комментарий, а также подписывайтесь на наши страницы на других площадках, в том числе на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!