Con nuovi chip fotonici, i ricercatori di Rochester mirano a sfruttare la tecnica quantistica dell’amplificazione dei valori deboli per sostituire i giroscopi nei droni.
I ricercatori di Università di Rochester stanno sviluppando chip fotonici che potrebbe sostituire i giroscopi attualmente utilizzati nei veicoli aerei senza pilota o nei droni, consentendo loro di volare dove i segnali GPS sono bloccati o non disponibili.
Utilizzando una tecnica quantistica chiamata amplificazione del valore debole, gli scienziati mirano a fornire lo stesso livello di sensibilità dei giroscopi ottici sfusi su piccoli chip fotonici portatili, trasformando potenzialmente la navigazione per i droni.
CHIPPING IN, DRONING ON: Con una sovvenzione della National Science Foundation, i ricercatori di Rochester stanno sviluppando chip fotonici che utilizzano una tecnica quantistica chiamata amplificazione del valore debole per sostituire i giroscopi meccanici utilizzati nei droni. Credito immagine: foto dell’Università di Rochester / J. Adam Fenster
Jaime Cardenasprofessore associato presso l’ Istituto di Otticaricevuto un nuova sovvenzione della National Science Foundation per sviluppare i chip entro il 2026. Cardenas afferma che i giroscopi in fibra ottica utilizzati nei droni più avanzati di oggi contengono bobine di fibra lunghe diversi chilometri o hanno una gamma dinamica limitata.
“In questo momento, la sensibilità e la stabilità di un giroscopio devono essere fondamentalmente bilanciate tra dimensioni e peso”, afferma.
“Man mano che droni, UAV e satelliti diventano più piccoli e onnipresenti, la necessità di giroscopi ultracompatti per la navigazione diventerà fondamentale. I giroscopi miniaturizzati di ultima generazione sono compatti e robusti ma soffrono di un deficit di prestazioni che ne ostacola l’utilizzo nella navigazione”.
Secondo Cardenas, l’amplificazione del valore debole offre vantaggi rispetto ai metodi tradizionali perché amplifica il segnale di una misurazione interferometrica senza il costo di amplificare diverse forme di rumore tecnico.
Ma precedenti dimostrazioni di amplificazione di valori deboli hanno richiesto complesse configurazioni di laboratorio con un allineamento preciso; Cardenas si sforza di implementare l’amplificazione del valore debole su un minuscolo chip fotonico con un risonatore ad anello con fattore di alta qualità.
Tra i collaboratori di Cardenas al progetto figura il fisico Andrew Jordan, già membro della facoltà di Rochester e ora della Chapman University.
Cardenas dice che lavorerà anche con l’Università Centro David T. Kearns per la leadership e la diversità ampliare la partecipazione di gruppi sottorappresentati attraverso esperienze di ricerca per studenti delle scuole superiori del distretto scolastico di Rochester City che stimolino il loro desiderio di una carriera nelle discipline STEM.
Fonte: Università di Rochester
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