Kuantum algılama teknolojileri alanında önemli bir ilerlemeyle, Colorado Boulder Üniversitesi'nden araştırmacılar, ultra soğuk atomlar kullanarak aynı anda üç boyutta ivme ölçebilen bir cihaz geliştirmeyi başardı. Bu başarı, daha önce birçok bilim insanı tarafından imkânsız olarak görülüyordu.
Lisansüstü öğrenci Kendall Mehling, doktora sonrası araştırmacı Catie LeDesma ve JILA profesörü Murray Holland liderliğindeki ekip, bulgularını bu ay Science Advances dergisinde yayımladı. Çalışmaları, kuantum navigasyon teknolojisinde büyük bir adım olarak değerlendiriliyor.
Cihaz, rubidyum atomlarını mutlak sıfırın sadece milyarda bir derece üzerindeki sıcaklıklara kadar soğutarak Bose-Einstein Yoğuşması adı verilen bir kuantum durumu oluşturuyor. Bu durumda atomlar, son derece hassas şekilde manipüle edilebilen uyumlu madde dalgalarına dönüşüyor. Ekip, insan saçı inceliğinde altı lazer kullanarak atomları sabitliyor, ardından her bir atomun aynı anda iki yerde bulunabildiği kuantum süperpozisyonlarına ayırıyor.
Sistemin çalışmasında yapay zekâ kritik bir rol oynuyor. Araştırmacılar, atomları manipüle etmek için lazerlerin karmaşık ayar süreçlerini yönetmek amacıyla makine öğrenimi algoritmalarından yararlandı. Profesör Holland, "Yapay zekâ, gereken lazer ayarlama dizisini planlayarak, normalde imkânsız derecede karmaşık olan deneme-yanılma sürecini büyük ölçüde kolaylaştırıyor," diye açıkladı.
Mevcut GPS ve elektronik ivmeölçerler navigasyon sistemlerinde yaygın olarak kullanılsa da, zamanla mekanik aşınma ve çevresel etkenlere karşı hassasiyet gösteriyorlar. Buna karşılık, atomlar yaşlanmaz veya bozulmaz; bu da uzun vadeli stabilite ve dayanıklılık sağlıyor. Bu kuantum cihazı, GPS sinyalinin bulunmadığı sualtı, yeraltı veya uzay gibi ortamlarda navigasyona olanak tanıyabilir.
Teknoloji büyük ilgi görüyor; NASA, 2023 yılında ekibe Quantum Pathways Institute aracılığıyla 5,5 milyon dolarlık bir hibe verdi. Cihaz, navigasyonun ötesinde jeolojik araştırmalardan temel fizik testlerine ve otonom araç rehberliğine kadar birçok alanda devrim yaratabilir. Şu anda masaüstü boyutunda ve ticari teknolojilere göre daha az hassas olsa da, araştırmacılar önümüzdeki yıllarda performansını artırıp boyutunu küçültmeyi hedefliyor.