Com financiamento doFundação Nacional de Ciências, pesquisadores da Universidade de Rochester estão desenvolvendo chips fotônicos que usam uma técnica quântica chamada amplificação de valor fraco para substituir os giroscópios mecânicos usados em drones, permitindo-lhes voar onde os sinais de GPS estão bloqueados ou indisponíveis.Uma técnica quântica chamada “amplificação de valor fraco” substitui os giroscópios mecânicos usados em drones, permitindo-lhes voar em locais onde os sinais de GPS estão bloqueados ou indisponíveis.
Usando esta tecnologia quântica, os cientistas pretendem fornecer o mesmo nível de sensibilidade em um pequeno chip fotônico portátil que um grande bloco de giroscópios ópticos, o que poderia transformar a navegação por drones.
Jaime Cardenas, professor associado do Instituto de Óptica, recebeu uma nova bolsa da National Science Foundation para desenvolver esses chips até 2026.
Os giroscópios de fibra óptica atualmente usados em drones de última geração contêm carretéis de fios de fibra óptica com vários quilômetros de comprimento ou com alcance dinâmico limitado, disse Cardenas.
Hoje, a sensibilidade e a estabilidade de um giroscópio devem ser fundamentalmente avaliadas em relação ao seu tamanho e peso. "À medida que aeronaves não tripuladas, drones e satélites se tornam menores e mais onipresentes, a necessidade de giroscópios ultracompactos para navegação se tornará crítica. Os giroscópios em miniatura de última geração são compactos e robustos, mas carecem de desempenho, o que dificulta sua uso na navegação."
Segundo Cardenas, a amplificação de valor fraco oferece vantagens em relação aos métodos tradicionais porque potencializa o sinal da interferometria sem custar a amplificação de diversas formas de ruído técnico. No entanto, demonstrações anteriores de amplificação de valor fraco exigiram configurações laboratoriais complexas e calibrações precisas; Cardenas trabalhou para realizar amplificação de valor fraco em um chip microfotônico usando ressonadores de anel de fator de alta qualidade.
Os colaboradores de Cardenas no projeto incluem o físico Andrew Jordan, ex-membro do corpo docente doUniversidade de Rochestere agora na Chapman U. Cardenas diz que também trabalhará com o Centro David T. Kearns para Liderança e Diversidade da universidade para ampliar a participação de grupos sub-representados por meio de experiências de pesquisa com alunos do ensino médio na participação do distrito escolar da cidade de Rochester e inspirá-los a aspirar para carreiras STEM.
