Nitride Global получила контракт ВВС США на сантиметровый квантовый сенсор для навигации без сигналов GPS

Американская компания Nitride Global, разрабатывающая передовые материалы для терморегулирования, диэлектрики и полупроводниковые решения, объявила о получении контракта AFWERX по программе SBIR фазы I в интересах ВВС США. Проект оценит осуществимость сантиметрового квантового сенсора, обеспечивающего навигацию в условиях недоступности спутниковых сигналов.

Устройство получило название A-MAC (Atom-Interferometer Microwave Atom Chip) — микроволновый атомный чип на основе атомного интерферометра. Его предполагается испытывать на платформе из алюминиевого оксинитрида (AlON) разработки Nitride Global. Цель — архитектура сантиметрового масштаба, пригодная для платформ с жёсткими ограничениями по массе, габаритам и энергопотреблению. Главное препятствие для миниатюризации, по оценке разработчиков, связано не с физикой, а с упаковкой сенсора.

Проблема, которую решает проект, состоит в том, что сигналы GPS могут подавляться, подменяться или полностью отсутствовать. Традиционные инерциальные системы накапливают ошибки, и без периодической спутниковой коррекции неопределённость позиционирования быстро растёт. Атомные интерферометры измеряют ускорение и вращение относительно длины волны материи и остаются одними из самых стабильных инерциальных сенсоров, однако большинство из них занимают метр и более лабораторного пространства. Микроволновые атомные чипы, в свою очередь, зависят от распределённой радиочастотной электроники, нагрев и фазовый дрейф которой ухудшают измерения.

Архитектура A-MAC переносит микроволновый тракт на одну интегральную плату: тонкий конформный диэлектрик AlON позволяет совместить разводку, элементы связи и геометрию ловушки в едином стеке, а тепло отводится через металл, минуя массивную керамическую подложку. Научным партнёром выступает Сет Обин (Seth Aubin), доцент физики Колледжа Уильяма и Мэри, чья группа более десяти лет занимается микроволновыми атомными ловушками. На первом этапе партнёры смоделируют тепловое поведение, вносимые потери, связь и возможные геометрии ловушек, после чего сформируют техническую дорожную карту и примут решение о втором этапе.

В перспективе технология может обеспечить спутниково-независимое позиционирование, навигацию и синхронизацию для гиперзвуковых аппаратов, беспилотников, орбитальных и подводных систем, автономных наземных машин и перехватчиков БПЛА. Коммерческие применения включают разведку ресурсов, мониторинг инфраструктуры и подповерхностное картографирование. Генеральный директор Nitride Global Махяр Хосрави (Mahyar Khosravi) сравнил текущее ограничение с ситуацией в силовой электронике десятилетней давности: предел задаёт не физика, а корпус прибора. Компания ищет партнёров среди аэрокосмических и оборонных интеграторов для определения типоразмера сенсора, требований к условиям эксплуатации и пороговых характеристик.

#news #кванты #навигация

https://interestingengineering.com/military/us-researchers-target-compact-quantum-sensing-for-contested-environments