Dalam satu kemajuan penting untuk teknologi penderiaan kuantum, penyelidik di University of Colorado Boulder telah berjaya mencipta peranti yang boleh mengukur pecutan dalam tiga dimensi secara serentak menggunakan atom ultra-sejuk—sesuatu yang sebelum ini dianggap mustahil oleh ramai saintis.
Pasukan penyelidik yang diketuai oleh pelajar siswazah Kendall Mehling, penyelidik pasca-doktoral Catie LeDesma, dan profesor JILA Murray Holland, telah menerbitkan penemuan mereka bulan ini dalam jurnal Science Advances. Hasil kerja mereka menandakan satu langkah besar ke hadapan dalam teknologi navigasi kuantum.
Peranti ini berfungsi dengan menyejukkan atom rubidium ke suhu hanya beberapa bilion darjah di atas sifar mutlak, menghasilkan keadaan kuantum yang dikenali sebagai Kondensat Bose-Einstein. Dalam keadaan ini, atom-atom membentuk gelombang jirim yang koheren dan boleh dimanipulasi dengan ketepatan yang sangat tinggi. Dengan menggunakan enam laser yang setebal sehelai rambut manusia, pasukan ini menstabilkan atom-atom tersebut, kemudian membahagikannya ke dalam superposisi kuantum di mana setiap atom wujud di dua tempat secara serentak.
Kecerdasan buatan memainkan peranan penting dalam operasi sistem ini. Penyelidik menggunakan algoritma pembelajaran mesin untuk mengurus proses rumit melaraskan laser bagi memanipulasi atom-atom tersebut. "AI merancang urutan pelarasan laser yang diperlukan, memudahkan proses yang sebaliknya terlalu rumit jika dilakukan secara cuba jaya," jelas Profesor Holland.
Walaupun GPS dan pecutan elektronik kini mendominasi sistem navigasi, ia terdedah kepada kehausan mekanikal dan kelemahan persekitaran dari masa ke masa. Atom, sebaliknya, tidak menua atau merosot, menawarkan kestabilan dan ketahanan jangka panjang. Peranti kuantum ini berpotensi membolehkan navigasi di persekitaran tanpa isyarat GPS, seperti di bawah air, bawah tanah, atau di angkasa lepas.
Teknologi ini telah menarik minat yang besar, dengan NASA menganugerahkan geran sebanyak $5.5 juta kepada pasukan ini pada tahun 2023 melalui Quantum Pathways Institute untuk meneruskan pembangunan sensor ini. Selain navigasi, peranti ini juga boleh merevolusikan tinjauan geologi, ujian fizik asas, dan sistem panduan kenderaan autonomi. Walaupun kini bersaiz makmal dan kurang sensitif berbanding teknologi komersial, para penyelidik optimis untuk meningkatkan prestasi dan mengecilkan saiznya dalam beberapa tahun akan datang.