Les chercheurs visent à exploiter la technique quantique d’amplification de faible valeur pour remplacer les gyroscopes des drones.
Des chercheurs de l’Université de Rochester développent des puces photoniques qui pourraient remplacer les gyroscopes actuellement utilisés dans les véhicules aériens sans pilote ou les drones, leur permettant de voler là où GPS les signaux sont brouillés ou indisponibles. En utilisant une technique quantique appelée amplification à faible valeur, les scientifiques visent à fournir le même niveau de sensibilité que les gyroscopes optiques en vrac sur de petites puces photoniques portables, transformant ainsi potentiellement la navigation des drones.
Financement de la recherche et défis du gyroscope
Jaime Cardenas, professeur agrégé à l’Institut d’optique, a reçu une nouvelle subvention de la National Science Foundation pour développer les puces jusqu’en 2026. Cardenas affirme que les gyroscopes à fibre optique utilisés aujourd’hui dans les drones les plus avancés contiennent des bobines de fibre de plusieurs kilomètres de long ou ont une dynamique limitée. gamme.
Grâce à une subvention de la National Science Foundation, des chercheurs de Rochester développent des puces photoniques qui utilisent une technique quantique appelée amplification à faible valeur pour remplacer les gyroscopes mécaniques utilisés dans les drones. Crédit : Université de Rochester/J. Adam Fenster
« À l’heure actuelle, la sensibilité et la stabilité d’un gyroscope doivent être fondamentalement équilibrées entre sa taille et son poids », explique-t-il. « À mesure que les drones, les drones et les satellites deviennent plus petits et omniprésents, le besoin de gyroscopes ultracompacts de qualité navigation deviendra critique. Les gyroscopes miniaturisés de pointe sont compacts et robustes mais souffrent d’un déficit de performances qui freine leur utilisation en navigation.
Faible amplification de valeur et collaborations
Selon Cardenas, l’amplification à faible valeur présente des avantages par rapport aux méthodes traditionnelles, car elle amplifie le signal d’une mesure interférométrique sans avoir à amplifier plusieurs formes de bruit technique. Cependant, les démonstrations précédentes d’amplification de faibles valeurs ont nécessité des configurations de laboratoire complexes avec un alignement précis ; Cardenas s’efforce de mettre en œuvre une amplification de faible valeur sur une minuscule puce photonique dotée d’un résonateur en anneau à facteur de haute qualité.
Les collaborateurs de Cardenas sur le projet incluent le physicien Andrew Jordan, ancien membre du corps professoral de Rochester et maintenant de l’Université Chapman. Cardenas dit qu’il travaillera également avec le Centre David T. Kearns pour le leadership et la diversité de l’Université pour élargir la participation des groupes sous-représentés grâce à des expériences de recherche pour les étudiants du secondaire du district scolaire de Rochester City qui suscitent leur désir de faire carrière dans les STEM.
