क्वांटम सेंसिंग तकनीक के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण प्रगति के तहत, कोलोराडो विश्वविद्यालय बोल्डर के शोधकर्ताओं ने एक ऐसा उपकरण तैयार किया है, जो अल्ट्राकोल्ड परमाणुओं का उपयोग कर एक साथ तीनों दिशाओं में त्वरण माप सकता है—ऐसा कार्य जिसे पहले कई वैज्ञानिक असंभव मानते थे।
इस शोध टीम का नेतृत्व ग्रेजुएट छात्र केंडल मेहलिंग, पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता कैटी लेडेस्मा और JILA के प्रोफेसर मरे हॉलैंड ने किया। उनकी खोज इस माह 'साइंस एडवांसेस' जर्नल में प्रकाशित हुई है और यह क्वांटम नेविगेशन तकनीक में एक बड़ा कदम है।
यह डिवाइस रूबिडियम परमाणुओं को लगभग पूर्ण शून्य से कुछ अरबवें हिस्से ऊपर के तापमान तक ठंडा कर काम करती है, जिससे एक क्वांटम अवस्था—बोस-आइंस्टीन कंडेन्सेट—बनती है। इस अवस्था में परमाणु एकसमान तरंगों के रूप में व्यवस्थित हो जाते हैं, जिन्हें अत्यंत सटीकता से नियंत्रित किया जा सकता है। टीम ने इंसान के बाल जितनी पतली छह लेज़रों से इन परमाणुओं को स्थिर किया, फिर उन्हें क्वांटम सुपरपोज़िशन में विभाजित किया, जिसमें प्रत्येक परमाणु एक साथ दो स्थानों पर मौजूद रहता है।
इस प्रणाली के संचालन में आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस (एआई) की महत्वपूर्ण भूमिका है। शोधकर्ताओं ने मशीन लर्निंग एल्गोरिदम का उपयोग लेज़रों को समायोजित करने की जटिल प्रक्रिया को नियंत्रित करने के लिए किया। प्रोफेसर हॉलैंड के अनुसार, "एआई लेज़र समायोजन के लिए आवश्यक अनुक्रम की योजना बनाता है, जिससे एक अत्यंत जटिल ट्रायल-एंड-एरर प्रक्रिया सरल हो जाती है।"
जहां मौजूदा नेविगेशन सिस्टम में जीपीएस और इलेक्ट्रॉनिक एक्सेलेरोमीटर का बोलबाला है, वहीं वे समय के साथ यांत्रिक घिसावट और पर्यावरणीय समस्याओं से जूझते हैं। इसके विपरीत, परमाणु न तो पुराने होते हैं और न ही खराब होते हैं, जिससे दीर्घकालिक स्थिरता और मजबूती मिलती है। यह क्वांटम डिवाइस अंततः उन स्थानों पर नेविगेशन को संभव बना सकती है, जहां जीपीएस सिग्नल उपलब्ध नहीं होते—जैसे पानी के नीचे, भूमिगत या अंतरिक्ष में।
इस तकनीक में बड़ी रुचि देखी गई है। नासा ने 2023 में अपनी क्वांटम पाथवेज़ इंस्टीट्यूट के तहत टीम को 5.5 मिलियन डॉलर का अनुदान दिया है, ताकि वे इस सेंसर का विकास जारी रख सकें। नेविगेशन के अलावा, यह डिवाइस भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण, मौलिक भौतिकी की जांच और स्वायत्त वाहनों के मार्गदर्शन में भी क्रांति ला सकती है। फिलहाल यह डिवाइस बेंच के आकार की है और व्यावसायिक तकनीकों की तुलना में कम संवेदनशील है, लेकिन शोधकर्ता इसके प्रदर्शन को बेहतर बनाने और आकार को छोटा करने को लेकर आशावादी हैं।