Используя очень маленькие атомы для управления очень большими подводными лодками, Q-CTRL получила контракт от Министерства обороны Австралии на разработку систем квантовой механики для партнеров по договору AUKUS для навигации подводных лодок в длительных подводных миссиях.
Единственной величайшей силой подводной лодки является ее малозаметность. После погружения обнаружить современную военную подводную лодку чрезвычайно сложно. Это делает такие лодки не только отличным оружием войны, но и оружием мира, потому что подводные лодки могут быть отправлены в нестабильные районы в качестве демонстрации силы, не являясь прямой провокацией. На самом деле их даже не нужно отправлять, чтобы получить тот же эффект.
Однако эта возможность имеет свою цену. Одним из них является то, что подводные лодки гораздо сложнее в управлении, чем надводные корабли. Оказавшись под волнами, они отключаются от сигналов GPS и наблюдают за солнцем или звездами, поэтому капитан сводится к счислению пути с использованием гирокомпасов и инерциальных систем наведения, которые автоматически рассчитывают курс и положение лодки, измеряя, как она поворачивается и ускоряется. по всем трем осям.
Это система, которая работает и используется на всех современных подводных лодках, но она также очень ограничена. Со временем система наведения накапливает ошибки, и судно все дальше и дальше отклоняется от курса, пока не окажется в милях от того места, где оно должно быть. Это означает, что подводная лодка должна время от времени приближаться к перископной глубине, чтобы получить навигационную привязку, что также делает ее уязвимой для обнаружения.
Чтобы преодолеть это, Q-CTRL разрабатывает систему, которая использует квантовые датчики, чтобы более точно делать то, что в настоящее время делают инерциальные системы наведения. Он использует так называемое квантовое восприятие, в котором используются особые свойства квантовой механики, в том числе квантовая запутанность, квантовая интерференция и сжатие квантового состояния.
На простом уровне это означает, что квантовая навигационная система может использовать движения одного атома для точного определения курса и положения подводной лодки и поддерживать точность в значительной степени. Согласно Q-CTRL, такая система может рассчитать положение подводной лодки в пределах мили (1,6 км) за каждые 1000 часов подводного хода.
Одним из ключевых факторов в этом является концепция называется надежностью программного обеспечения. Недостаток квантового зондирования заключается в том, что оно очень уязвимо к помехам, которые могут внести в расчеты много шума, снижая надежность. Но применяя специальный программный анализ, систему можно запрограммировать на поиск сигналов целей и отбрасывание помех.
Поскольку эта технология разрабатывается в рамках договора AUKUS, она будет использоваться не только Австралией, но и совместно с Соединенными Штатами и Великобританией.
«С самого первого дня мы знали, что наш специализированный опыт в области квантового управления может открыть совершенно новые приложения квантовых технологий», — сказал генеральный директор и основатель Q-CTRL профессор Майкл Дж. Берчук. «Мы показали, что можем повысить производительность квантовых компьютеров и квантовых сенсоров на порядки — полностью с помощью программного обеспечения. Теперь мы рады применить эти возможности для решения важной оборонной задачи Австралии».
