Δημιουργήθηκε η πρώτη στον κόσμο κβαντική «πυξίδα»

Ερευνητές στη Βρετανία κατασκεύασαν την πρώτη στον κόσμο κβαντική «πυξίδα», μια συσκευή πλοήγησης που βοηθά στον εντοπισμό της θέσης ενός αντικειμένου, χωρίς να βασίζεται στο GPS. Χάρη στον κβαντικό τρόπο λειτουργίας της και στο γεγονός ότι δεν χρειάζεται σήμα από δορυφόρους, είναι αδύνατο να δεχθεί παρεμβολές και να παραβιαστεί από χάκερ.

Η φορητή συσκευή, δημιούργημα φυσικών και μηχανικών του Imperial College του Λονδίνου, χρηματοδοτήθηκε από το Υπουργείο ‘Αμυνας της Βρετανίας λόγω των δυνητικών στρατιωτικών εφαρμογών της, μεταξύ άλλων στα βρετανικά πυρηνικά υποβρύχια που θέλουν να παραμένουν αφανή για καιρό στο βυθό.

«Είναι πλήρως αυτάρκης και ιδιαίτερα χρήσιμη, αν θέλει κανείς να πλοηγήσει ένα μεγάλο πλοίο ή αυτόνομα οχήματα για μεγάλες χρονικές περιόδους, χωρίς να χρειασθεί να στείλει ή να λάβει οποιαδήποτε σήματα, ώστε να ξέρει πού βρίσκεται», δήλωσε ο ερευνητής Τζόζεφ Κότερ.

Το παγκόσμιο σύστημα πλοήγησης μέσω GPS εξαρτάται από δορυφόρους, πράγμα που το καθιστά ευάλωτο σε παρεμβολές ή διακοπές του σήματος, ιδίως σε περίπτωση σκόπιμης κυβερνο-επίθεσης από εχθρικές δυνάμεις ή κακόβουλους χάκερ. Έχει παρατηρηθεί ότι ακόμη και οι σύγχρονοι πειρατές ξεγελούν εμπορικά πλοία, παρασέρνοντάς τα σε παγίδα, με το να παρεμβαίνουν στο GPS των πλοίων.

Το σήμα GPS μπορεί επίσης να χαθεί εξαιτίας φυσικών αιτιών (π.χ. διαταραχές του διαστημικού καιρού) ή περιβαλλοντικών (π.χ. παρεμβολή πολύ ψηλών κτιρίων). Όπως είπε ο Κότερ, «είναι αδύνατο να έχει κανείς σήμα GPS οπουδήποτε στον κόσμο».

Το νέο σύστημα – ένα κβαντικό επιταχυνσιόμετρο- μετρά πόσο γρήγορα αλλάζει η ταχύτητα ενός αντικειμένου στην πορεία του χρόνου. Μικροσκοπικά -μη κβαντικά- επιταχυνσιόμετρα υπάρχουν ήδη σε συσκευές όπως τα «έξυπνα» κινητά τηλέφωνα και οι φορητοί υπολογιστές, όμως -χωρίς εξωτερική βοήθεια- μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ακριβή πλοήγηση μόνο για μερικές ώρες το πολύ.

Η νέα κβαντική «πυξίδα» μετρά την ανεπαίσθητη κίνηση των ατόμων που βρίσκονται σε υπερβολικά χαμηλή θερμοκρασία, κοντά στο απόλυτο μηδέν. Σε αυτή την υπέρψυχρη κατάσταση της ύλης, τα άτομα, τα οποία συμπεριφέρονται κβαντικά τόσο σαν ύλη όσο και σαν κύματα, ελέγχονται από ένα ειδικό ισχυρό λέιζερ που κατασκεύασε η βρετανική εταιρεία MSquared. Το λέιζερ αυτό λειτουργεί επίσης ως ο «οπτικός χάρακας» με τον οποίο μετρούνται οι κινήσεις των ατόμων – κάτι που στη συνέχεια επιτρέπει τον προσανατολισμό.

Προς το παρόν, η κβαντική «πυξίδα» είναι αρκετά μεγάλη και μπορεί να τοποθετηθεί μόνο σε πλοία, αεροπλάνα ή μεγάλα οχήματα, όμως οι ερευνητές εργάζονται για τη σμίκρυνσή της, ώστε τελικά να είναι δυνατό να ενσωματωθεί ακόμη και σε ένα smartphone.