بتمويل منالمؤسسة الوطنية للعلوميعمل الباحثون في جامعة روتشستر على تطوير شرائح ضوئية تستخدم تقنية كمومية تسمى تضخيم القيمة الضعيفة لتحل محل الجيروسكوبات الميكانيكية المستخدمة في الطائرات بدون طيار، مما يسمح لها بالتحليق حيث تكون إشارات نظام تحديد المواقع محجوبة أو غير متاحة.تحل تقنية كمومية تسمى "تضخيم القيمة الضعيفة" محل الجيروسكوبات الميكانيكية المستخدمة في الطائرات بدون طيار، مما يسمح لها بالتحليق في الأماكن التي تكون فيها إشارات نظام تحديد المواقع محجوبة أو غير متاحة.
وباستخدام هذه التكنولوجيا الكمومية، يهدف العلماء إلى توفير نفس المستوى من الحساسية على شريحة ضوئية صغيرة محمولة باليد مثل كتلة كبيرة من الجيروسكوبات الضوئية، والتي يمكن أن تحول الملاحة بدون طيار.
وقد حصل جايمي كارديناس، الأستاذ المشارك في معهد البصريات، على منحة جديدة من مؤسسة العلوم الوطنية لتطوير مثل هذه الرقائق بحلول عام 2026.
وقال كارديناس إن جيروسكوبات الألياف الضوئية المستخدمة حاليًا في الطائرات بدون طيار الحديثة تحتوي على مكبات من خيوط الألياف الضوئية يبلغ طولها عدة كيلومترات أو ذات نطاق ديناميكي محدود.
اليوم، يجب الموازنة بشكل أساسي بين حساسية واستقرار الجيروسكوب وحجمه ووزنه. "نظرًا لأن الطائرات بدون طيار والطائرات بدون طيار والأقمار الصناعية أصبحت أصغر حجمًا وأكثر انتشارًا، فإن الحاجة إلى جيروسكوبات ملاحية فائقة الصغر ستصبح أمرًا بالغ الأهمية. تتميز الجيروسكوبات المصغرة الحديثة بأنها مدمجة وقوية، ولكنها تفتقر إلى الأداء، مما يعيق عملها. استخدامها في الملاحة."
وفقًا لكارديناس، يوفر التضخيم ذو القيمة الضعيفة مزايا مقارنة بالطرق التقليدية لأنه يعزز الإشارة الصادرة عن قياس التداخل دون أن يكون على حساب تضخيم عدة أشكال من الضوضاء التقنية. ومع ذلك، فإن المظاهرات السابقة للتضخيم ذو القيمة الضعيفة تطلبت إعدادات مختبرية معقدة ومعايرات دقيقة؛ عمل كارديناس على تحقيق تضخيم ذو قيمة ضعيفة على شريحة ضوئية دقيقة باستخدام رنانات حلقة عاملية عالية الجودة.
من بين المتعاونين مع كارديناس في المشروع، الفيزيائي أندرو جوردان، الذي كان عضوًا سابقًا في هيئة التدريس في جامعة هارفاردجامعة روتشستروالآن في تشابمان يو. يقول كارديناس إنه سيعمل أيضًا مع مركز ديفيد تي كيرنز للقيادة والتنوع التابع للجامعة لتوسيع مشاركة المجموعات الممثلة تمثيلاً ناقصًا من خلال التجارب البحثية مع طلاب المدارس الثانوية في مشاركة منطقة مدارس مدينة روتشستر وإلهامهم للطموح إلى وظائف STEM.
