ロチェスター大学の研究者は、無人航空機またはドローンで現在使用されているジャイロスコープに代わるフォトニックチップを開発しており、GPS信号が妨害されている場所や利用できない場所でも飛行できるようになります。科学者らは、弱値増幅と呼ばれる量子技術を使用して、小型のハンドヘルドフォトニックチップでバルク光ジャイロスコープと同じレベルの感度を提供することを目指しており、ドローンの航行方法を変える可能性がある。

光学研究所の准教授、ハイメ・カルデナス氏は、2026年までにこのチップを開発するために国立科学財団から新たな資金提供を受けている。現在の最先端のドローンは、数キロメートルもの光ファイバースプールを内蔵した光ファイバージャイロスコープを使用しているか、ダイナミックレンジが限られているとカルデナス氏は述べた。

米国科学財団からの資金提供を受けて、ロチェスター大学の研究者らは、ドローンで使用される機械式ジャイロスコープに代わる、弱値増幅と呼ばれる量子技術を使用するフォトニックチップを開発している。出典: ロチェスター大学/J.アダム・フェンスター

「今日、ジャイロスコープの感度と安定性は、サイズと重量の間の基本的なトレードオフを伴う必要があります」と彼は言いました。 「ドローン、無人航空機、人工衛星が小型化し、より普及するにつれて、ナビゲーショングレードの超小型ジャイロスコープの必要性が重要になるでしょう。最先端のマイクロジャイロはコンパクトで頑丈ですが、ナビゲーションでの使用を妨げる性能の欠点があります。」

カルデナス氏は、弱い値の増幅方法には、多くの技術のノイズを増幅する代償を払うことなく干渉計の信号を強化できるため、従来の方法よりも利点があると考えています。しかし、これまでの弱い値の増幅の実証では、複雑な実験室のセットアップと正確な調整が必要でした。 Cardenas は、高品質のファクター リング共振器を備えた小さなフォトニック チップ上で弱い値の増幅を実現することに取り組みました。

このプロジェクトにおけるカルデナス氏の協力者には、ロチェスター大学で教鞭を取り、現在はチャップマン大学に在籍する物理学者のアンドリュー・ジョーダン氏が含まれる。カルデナス氏はまた、ロチェスター大学のデイビッド・T・カーンズ・リーダーシップと多様性センターと協力し、ロチェスター市学区の高校生​​にSTEMキャリアへの願望を刺激する研究体験を提供することで、過小評価されているグループの参加を拡大すると述べた。

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