Квантовые сенсоры способны с невероятной точностью измерять магнитные поля, гравитацию и движение, что открывает огромные возможности для оборонной сферы. Однако у этих устройств есть серьёзный недостаток: стоит вынести их из лаборатории в реальный мир, особенно на движущиеся платформы, как их показатели резко ухудшаются.
Чтобы преодолеть барьер, Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) запустило программу Robust Quantum Sensors (RoQS). Её задача – создать датчики нового типа, которые сохранят свою чувствительность даже в сложных полевых условиях и при этом будут достаточно надёжными для интеграции в военную технику.
В основе работы квантовых сенсоров лежит уникальная способность атомов переходить между строго определёнными энергетическими состояниями. В приборе атомы охлаждают практически до абсолютного нуля, и в этом состоянии они становятся невероятно чувствительными к малейшим изменениям окружающей среды. Когда внешние силы – будь то магнитные поля, гравитация или ускорение – действуют на такие атомы, они меняют свои квантовые состояния особым образом. Учёные научились фиксировать эти изменения, что позволяет определять внешние воздействия с беспрецедентной точностью – вплоть до миллиардных долей. Но та же сверхчувствительность, которая делает квантовые сенсоры столь точными, превращается в недостаток: любые посторонние вибрации или электромагнитные помехи могут исказить показания.
До сих пор учёные могли защитить приборы только с помощью специальных изолирующих камер или тяжёлых защитных экранов. Но такое громоздкое оборудование невозможно использовать на практике.
Инженеры решили пойти другим путём. Вместо того чтобы наращивать защиту вокруг сенсоров, они хотят изменить саму конструкцию приборов так, чтобы те могли противостоять помехам без дополнительного оборудования.
Для этого команда разрабатывает сразу несколько решений. Во-первых, они создают новую архитектуру сенсоров, которая сама будет подавлять внешние помехи. Во-вторых, объединяют множество маленьких датчиков в единую систему, которая сможет различать полезные сигналы на фоне любых помех. Третье направление – поиск более устойчивых атомных систем, которые смогут точно работать даже в неблагоприятных условиях.
DARPA стремится как можно быстрее опробовать новую технологию на поле боя. Поэтому агентство впервые объединило разработчиков сенсоров и создателей боевых машин на самых ранних этапах работы. Работая сообща, инженеры сразу учтут все особенности техники, а военные успеют подготовить свои платформы к установке новых датчиков.
В прошлом году DARPA запустила ещё один важный проект – “Theory of Mind”. Его цель – помочь военным руководителям прогнозировать действия противника. Система моделирует различные сценарии развития конфликтов, что позволяет командирам выбирать более эффективные стратегии сдерживания.