Într-un progres semnificativ pentru tehnologia de detecție cuantică, cercetătorii de la Universitatea din Colorado Boulder au reușit să creeze un dispozitiv capabil să măsoare accelerația în trei dimensiuni simultan folosind atomi ultrareci—ceva ce mulți oameni de știință considerau anterior imposibil.
Echipa de cercetare, condusă de doctoranda Kendall Mehling, cercetătoarea postdoctorală Catie LeDesma și profesorul Murray Holland de la JILA, și-a publicat descoperirile luna aceasta în revista Science Advances. Munca lor reprezintă un pas major înainte pentru tehnologia de navigație cuantică.
Dispozitivul funcționează prin răcirea atomilor de rubidiu la temperaturi de doar câteva miliardimi de grad deasupra zero-ului absolut, creând o stare cuantică numită Condensat Bose-Einstein. În această stare, atomii formează unde de materie coerente care pot fi manipulate cu o precizie extremă. Folosind șase lasere subțiri cât un fir de păr uman, echipa fixează acești atomi, apoi îi separă în suprapuneri cuantice, unde fiecare atom există simultan în două locuri diferite.
Inteligența artificială joacă un rol crucial în funcționarea sistemului. Cercetătorii au folosit algoritmi de învățare automată pentru a gestiona procesul complex de ajustare a laserelor care manipulează atomii. „AI-ul planifică secvența de ajustări ale laserelor necesare, simplificând un proces care altfel ar fi fost imposibil de realizat prin încercări și erori”, a explicat profesorul Holland.
În timp ce sistemele actuale de navigație se bazează pe GPS și accelerometre electronice, acestea suferă în timp de uzură mecanică și vulnerabilități la factori de mediu. Atomii, în schimb, nu îmbătrânesc și nu se degradează, oferind stabilitate și robustețe pe termen lung. Acest dispozitiv cuantic ar putea permite, în cele din urmă, navigația în medii unde semnalul GPS nu este disponibil, precum sub apă, subteran sau în spațiu.
Tehnologia a atras deja interes semnificativ, NASA acordând echipei un grant de 5,5 milioane de dolari în 2023, prin Quantum Pathways Institute, pentru a continua dezvoltarea senzorului. Dincolo de navigație, dispozitivul ar putea revoluționa studiile geologice, testele de fizică fundamentală și sistemele de ghidare pentru vehicule autonome. Deși în prezent are dimensiunea unei bănci de laborator și este mai puțin sensibil decât tehnologiile comerciale existente, cercetătorii sunt optimiști că vor îmbunătăți performanța și vor reduce dimensiunea dispozitivului în următorii ani.