Los investigadores pretenden aprovechar la técnica de amplificación cuántica de valores débiles para reemplazar los giroscopios en los drones.
Investigadores de la Universidad de Rochester están desarrollando chips fotónicos que podrían reemplazar los giroscopios que se utilizan actualmente en vehículos aéreos no tripulados o drones, permitiéndoles volar donde las señales de GPS están bloqueadas o no están disponibles. Utilizando una técnica cuántica llamada amplificación de valor débil, los científicos pretenden proporcionar el mismo nivel de sensibilidad que los giroscopios ópticos a granel en pequeños chips fotónicos portátiles, transformando potencialmente la navegación de los drones.
Financiamiento y desafíos de la investigación del giroscopio
Jaime Cárdenas, profesor asociado del Instituto de Óptica, recibió una nueva subvención de la Fundación Nacional de Ciencias para desarrollar los chips para 2026. Cárdenas dice que los giroscopios de fibra óptica utilizados en los drones más avanzados hoy contienen carretes de fibra de varios kilómetros de largo. o tener una dinámica limitada. rango.
Con una subvención de la Fundación Nacional de Ciencias, los investigadores de Rochester están desarrollando chips fotónicos que utilizan una técnica cuántica llamada amplificación de valor débil para reemplazar los giroscopios mecánicos utilizados en los drones. Crédito: Universidad de Rochester / J. Adam Fenster
«Ahora mismo, la sensibilidad y la estabilidad de un giroscopio deben estar fundamentalmente equilibradas entre su tamaño y su peso», afirma. “A medida que los drones, los vehículos aéreos no tripulados y los satélites se vuelven más pequeños y ubicuos, la necesidad de giroscopios ultracompactos para la navegación se volverá crítica. Los giroscopios miniaturizados de última generación son compactos y robustos, pero adolecen de un déficit de rendimiento que los dificulta su uso para la navegación”.
Amplificación de valor débil y colaboraciones
Según Cárdenas, la amplificación de valores débiles ofrece ventajas sobre los métodos tradicionales porque mejora la señal de una medición interferométrica sin el costo de amplificar diversas formas de ruido técnico. Sin embargo, las demostraciones anteriores de amplificación de valores débiles requirieron configuraciones de laboratorio complejas con una alineación precisa; Cárdenas se esfuerza por implementar una amplificación de valores débiles en un pequeño chip fotónico con un resonador de anillo de factor de alta calidad.
Los colaboradores de Cárdenas en el proyecto incluyen al físico Andrew Jordan, ex miembro de la facultad de Rochester y ahora en la Universidad Chapman. Cárdenas dice que también trabajará con el Centro David T. Kearns para el Liderazgo y la Diversidad de la Universidad para ampliar la participación de grupos subrepresentados a través de experiencias de investigación para estudiantes de secundaria del Distrito Escolar de la Ciudad de Rochester que despierten su deseo de una carrera en STEM.
