Kvantová fyzika prenikla do nečakaného odvetvia. Takto vyriešia problém, ktorý roky trápil GPS

Technológie, ktoré ešte donedávna patrili skôr do laboratórií, sa dnes čoraz rýchlejšie tlačia do praxe. Platí to aj pre kvantové systémy, ktoré už nesľubujú len výkonnejšie počítače, ale aj nové spôsoby merania, navigácie či zachytávania signálov.

Práve oblasť rádiového spektra je dnes čoraz dôležitejšia, keďže moderný svet stojí na komunikácii, satelitnej navigácii aj bezdrôtových sieťach. Zároveň však rastie tlak na odolnosť týchto systémov, pretože signály sa dajú rušiť, falšovať aj preťažiť.

Kvantový snímač rádiového signálu

Spoločnosť Infleqtion preto predstavila nový rádiofrekvenčný kvantový systém s názvom Quantum Spectrum, ktorý opisuje ako zásadnú zmenu v architektúre rádiofrekvenčného snímania po dlhých rokoch.

Namiesto klasických prijímačov založených najmä na anténach využíva takzvané Rydbergove atómy, teda atómy vo veľmi rozrušenom stave, ktoré sú mimoriadne citlivé na elektrické polia. Práve táto vlastnosť má systému umožniť zachytávať a vyhodnocovať signály v mimoriadne širokom rozsahu frekvencií cez jediný snímací otvor.

To je dôležité najmä preto, že tradičné rádiofrekvenčné prijímače narážajú na viaceré limity. Pri bežných anténach hrá veľkú úlohu ich veľkosť, tvar aj naladenie na konkrétne pásma, zatiaľ čo Rydbergove senzory sa podľa materiálov DARPA aj armádnych výskumníkov dokážu pohybovať od veľmi nízkych frekvencií až po extrémne vysoké pásma.

Už skoršie americké vojenské projekty ukázali, že podobné kvantové prijímače vedia pokryť veľmi široké spektrum vlnenia a dokážu rozpoznať aj reálne komunikačné signály vrátane Wi-Fi či Bluetooth.

Infleqtion tvrdí, že Quantum Spectrum má pomôcť v prostredí, kde sú signály rušené, napodobňované alebo zámerne skrývané. Firma hovorí o využití pri navigácii bez spoľahlivého GPS, pri sledovaní spektra, pri obrane proti elektronickému narušeniu aj pri presnejšej identifikácii signálov.

Gemini

Rovnaký smer potvrdzujú aj programy DARPA, ktoré pri kvantových zariadeniach počítajú s vyššou citlivosťou, širším záberom a lepším dynamickým rozsahom než pri klasických prijímačoch.

Prvé výskumy v teréne už sa začali

Nejde pritom len o teóriu na papieri. Podľa oficiálneho oznámenia aj nezávislej správy Quantum Computing Report už firma rozbieha projekty v USA, Británii a Austrálii.

V USA spolupracuje s Army Research Laboratory na projekte RIQER, ktorý má otestovať prenosný kvantový rádiofrekvenčný systém v teréne. V Británii sa zameriava na určovanie smeru prichádzajúceho signálu a v Austrálii zas pracuje na prijímači, ktorého parametre má pomáhať optimalizovať strojové učenie s cieľom zvýšiť citlivosť a šírku práve zachyteného signálu.

Dôležité je aj to, že myšlienka atómových rádiofrekvenčných prijímačov nevznikla zo dňa na deň. Odborné a vládne zdroje už niekoľko rokov opisujú, že Rydbergove atómy fungujú ako mimoriadne citlivé prírodné sondy, ktoré spoľahlivo zachytávajú elektromagnetické polia.

DARPA priamo uvádza, že ide o nový spôsob prijímania rádiových vĺn a cieľom je vybudovať prenosné a smerové prijímače s lepšou citlivosťou a rozsahom než ponúkajú dnešné riešenia. Quantum Spectrum tak viac ako náhly prelom pôsobí ako ďalší krok v technológii, ktorá sa postupne presúva z výskumnej fázy do nasadenia v praxi.

Ak sa podobné systémy osvedčia mimo laboratória, časom môžu zasiahnuť nielen do armádneho sektoru, ale aj do civilných oblastí. Infleqtion spomína letectvo, telekomunikácie, autonómne systémy či správu rádiového spektra.

V čase, keď je bezdrôtové prostredie hustejšie a zraniteľnejšie než kedykoľvek predtým, môže byť práve schopnosť spoľahlivo čítať signály jednou z najcennejších vlastností budúcich komunikačných technológií.

Čítajte viac z kategórie: Novinky