La ciencia cuántica, una de las principales prioridades de investigación del Pentágono, puede estar a punto de cumplir su vieja promesa de una alternativa al GPS. Un equipo de científicos del Sandia National Laboratory ha desarrollado un sensor cuántico que no necesita la energía ni la enorme maquinaria de apoyo de los prototipos anteriores, y que ha superado los problemas de durabilidad al funcionar durante un año y medio en el laboratorio. Esto podría permitir una amplia gama de aplicaciones civiles y militares, incluidos los drones que no dependerían de señales de satélite débiles y falsas para navegar en el aire, bajo el agua e incluso bajo tierra.
La navegación cuántica funciona mediante un proceso llamado interferometría atómica. Si se enfrían los átomos a millonésimas de grado por encima del cero absoluto y se los impacta con un haz de luz, se los puede engañar para que entren en una superposición cuántica. Cada átomo adopta dos estados simultáneamente: en movimiento y en reposo. Cada estado reacciona de forma diferente a las fuerzas, incluidas la gravedad y la aceleración. Eso permite medir cosas como la distancia con más precisión que el GPS, y sin necesidad de una señal hackeable desde el espacio.
Pero para medir las superposiciones cuánticas se necesita un entorno en el que no puedan interferir otras partículas. La mayoría de los giroscopios y acelerómetros atómicos actuales requieren grandes artilugios de vacío para aspirar moléculas fuera de la trampa magneto-óptica, o MOT (magneto-optical trap). El equipo de Sandia ha descubierto cómo usar alúmina, aluminosilicato y otros productos químicos para absorber y expulsar pasivamente las moléculas extrañas. Esto reduce considerablemente el tamaño y las necesidades de energía del dispositivo.
«Presentamos una cámara de vacío que usa el bombeo pasivo para mantener presiones suficientes para una MOT de más de 200 días», escribieron en un artículo publicado en julio.
Un portavoz de Sandia dijo que, desde que la cámara se selló en abril de 2020, ya ha pasado un año y medio sin que haya habido gran degradación del rendimiento.
El científico de Sandia National Labs, Peter Schwindt, dijo a Defense One en un correo electrónico: «Estos sensores inerciales pueden usarse dondequiera que se necesite información de posición o de navegación, y donde no esté disponible o una interrupción del GPS sea inaceptable. Las aplicaciones civiles, como la aviación y los vehículos autónomos, son áreas en las que los cortes momentáneos de la señal GPS no son admisibles. El GPS no está disponible bajo tierra o bajo el agua, por lo que la navegación inercial es muy importante para estos entornos operativos. El acelerómetro también puede funcionar como gravímetro. La medición de la gravedad y de los gradientes gravitatorios es importante para la exploración de petróleo, gas y minerales».
«El paquete de vacío pasivo también podría encontrar uso en dispositivos de computación cuántica», dijo Schwindt.
Fte. Defense One
