羅切斯特大學(xué)的研究人員正在開發(fā)光子芯片，這種芯片可以取代無人駕駛飛行器或無人機(jī)目前使用的陀螺儀，使它們能夠在全球定位系統(tǒng)信號受到干擾或無法使用的地方飛行?？茖W(xué)家們利用一種稱為弱值放大的量子技術(shù)，旨在通過小型手持式光子芯片提供與散裝光學(xué)陀螺儀相同的靈敏度水平，從而有可能改變無人機(jī)的導(dǎo)航方式。

光學(xué)研究所副教授海梅-卡德納斯（Jaime Cardenas）獲得了美國國家科學(xué)基金會（National Science Foundation）的新資助，用于在2026年前開發(fā)這種芯片?？ǖ录{斯說，目前最先進(jìn)的無人機(jī)使用的光纖陀螺儀包含數(shù)公里長的光纖線軸，或者動態(tài)范圍有限。

在美國國家科學(xué)基金會的資助下，羅切斯特大學(xué)的研究人員正在開發(fā)光子芯片，利用一種名為弱值放大的量子技術(shù)來取代無人機(jī)中使用的機(jī)械陀螺儀。資料來源：羅切斯特大學(xué)/J. Adam Fenster

他說："現(xiàn)在，陀螺儀的靈敏度和穩(wěn)定性必須在尺寸和重量之間進(jìn)行基本權(quán)衡。隨著無人機(jī)、無人駕駛飛行器和衛(wèi)星變得越來越小，越來越無處不在，對超小型導(dǎo)航級陀螺儀的需求將變得至關(guān)重要。最先進(jìn)的微型陀螺儀結(jié)構(gòu)緊湊、堅固耐用，但在性能方面存在缺陷，妨礙了其在導(dǎo)航領(lǐng)域的應(yīng)用。"

卡德納斯認(rèn)為，弱值放大法比傳統(tǒng)方法更有優(yōu)勢，因為它可以增強干涉測量的信號，而無需付出放大多種技術(shù)噪聲的代價。然而，以前的弱值放大演示需要復(fù)雜的實驗室設(shè)置和精確的對準(zhǔn)；卡德納斯致力于在帶有高質(zhì)量因子環(huán)形諧振器的微小光子芯片上實現(xiàn)弱值放大。

卡德納斯在該項目的合作者包括物理學(xué)家安德魯-喬丹（Andrew Jordan），他曾在羅切斯特大學(xué)任教，現(xiàn)就職于查普曼大學(xué)?？ǖ录{斯表示，他還將與羅切斯特大學(xué)的大衛(wèi)-卡恩斯領(lǐng)導(dǎo)力與多樣性中心（David T. Kearns Center for Leadership and Diversity）合作，通過為羅切斯特市學(xué)區(qū)的高中生提供研究體驗，激發(fā)他們對 STEM 職業(yè)的渴望，從而擴(kuò)大未被充分代表的群體的參與。