ОКО

DARPA запустила очень амбициозную программу Perrseus, целью которой является превращение лабораторных квантовых датчиков в устройства размером с чип. Если это удастся, технология может трансформировать военную навигацию США. Вместо того, чтобы полагаться на GPS, будущие ракеты, беспилотники, самолеты и подводные лодки смогут определять свое положение автономно с помощью квантовых датчиков. Чтобы достичь этого, DARPA требует быстрой разработки миниатюрных систем сверхвысокого вакуума, способных поддерживать холодно-атомные сенсоры. Устройства должны выдерживать вибрацию, изменения температуры и другие полевые условия, подходить для масштабируемого производства и размещать холодно-атомный квантовый сенсор в корпусе, сохраняющем почти идеальный вакуум годами. DARPA ставит конкретные цели — давление ниже 10^{-10} мбар в корпусе объемом менее 5 мл на срок более трех лет. Холодно-атомные квантовые датчики работают только внутри сверхвысокого вакуума, где практически все молекулы воздуха удалены, а микроскопические утечки или дефекты материалов постепенно разрушают необходимую среду. Современные конфликты продемонстрировали, насколько критической стала эта задача. Ракеты, самолеты и дроны сильно зависят от GPS, который может быть подавлен, подменен или уничтожен. Квантовые инерциальные сенсоры позволили бы навигацию почти идеально без GPS, давая крылатым ракетам, гиперзвуковому оружию, подводным лодкам, самолетам и автономным дронам возможность знать точное положение в течение дней или даже недель без внешнего сигнала. В условиях, когда Пентагон делает ставку на автономную войну с применением ИИ, миниатюрные квантовые навигаторы массового производства могли бы первыми найти применение в дронах и роях дронов, рассчитанных на работу в средах с подавленным GPS и нарушенными спутниковыми сигналами. Perrseus упирается именно в инженерные пределы вакуума в микромасштабе. Необходимо предотвратить медленное проникновение воздуха в миниатюрную вакуумную камеру, создать герметичные уплотнения между разными материалами, спроектировать электрические и оптические соединения, сохраняющие вакуум, построить миниатюрные вакуумные насосы, способные поддерживать камеру годами, и разработать крошечные сенсоры для постоянного мониторинга качества вакуума. Это делает программу предельной по сложности, поскольку текущие миниатюрные вакуумные технологии не могут надежно обеспечить требуемую стабильность. Связанные усилия DARPA в области устойчивых квантовых сенсоров уже привели к контрактам с исполнителями на десятки миллионов долларов и полевым испытаниям, подтверждающим прогресс в устойчивости к вибрациям и помехам. Однако Perrseus выделяет отдельный барьер производства и долговечности упаковки, без решения которого трансформация навигации останется лабораторной. Пентагон преследует программу, чтобы устранить зависимость точного наведения и автономных операций от уязвимого GPS перед противниками с развитыми средствами радиоэлектронной борьбы. Ограничения сторон состоят в том, что физические требования к вакууму в пакете размером с чип выходят за рамки существующих производственных возможностей, а ресурсы на высокорисковые проекты ограничены сроками и необходимостью перехода к реальному развертываниюразвертыванию 👁