« Boussole quantique » : différence entre les versions
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== Théorie == |
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Version du 2 novembre 2021 à 16:54
L'expression boussole quantique (Quantum compass pour les anglophones) désigne généralement un instrument mesurant la vecteur position relative, en utilisant la technique de l'interférométrie atomique. Elle peut s'intégrer dans une centrale inertielle de navigation d'un genre nouveau.
Dans le domaine de la biologie quantique, cette expression désigne parfois aussi le mécanisme biophysique et biochimique du sens de l'orientation d'animaux migrateurs (oiseaux et certains poissons insectes typiquement)[1],[2],[3],[4].
Théorie
Les travaux sur les unités de mesure inertielle (IMU) basées sur la technologie quantique, les instruments contenant les gyroscopes et les accéléromètres, découlent des premières démonstrations d'accéléromètres et de gyromètres basés sur les ondes de matière[5].
Principes, fonctionnement
La boussole quantique comprend un ensemble d'accéléromètres et de gyroscope basés sur la technologie quantique[6].
La boussole quantique contient des nuages d'atomes gelés à l'aide de lasers.
En mesurant le mouvement de ces particules congelées sur des périodes de temps précises, le mouvement de l'appareil peut être calculé.
Utilité
Une telle boussole pourrait fournir une position précise « inviolable » dans des contextes où les satellites ne seraient plus disponibles pour la navigation GPS ou pour un sous-marin entièrement immergé[7]
Démonstrations
La première démonstration de mesure d'accélération embarquée a été faite sur un Airbus A300 en 2011[8].
Prospective
Diverses agences de défense dans le monde, telles que la DARPA [9] ou le ministère de la Défense du Royaume-Uni [10] [7] étudient des prototypes de matériels quantiques (dont boussole, mais aussi radar quantique) pour des utilisations futures, notamment dans les sous-marins et les avions.
Notes et références
- (en) Hamish G. Hiscock, Susannah Worster, Daniel R. Kattnig et Charlotte Steers, « The quantum needle of the avian magnetic compass », Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 113, no 17, , p. 4634–4639 (ISSN 0027-8424 et 1091-6490, DOI 10.1073/pnas.1600341113, lire en ligne, consulté le )
- (en) R. A. Holland, « True navigation in birds: from quantum physics to global migration », Journal of Zoology, vol. 293, no 1, , p. 1–15 (ISSN 1469-7998, DOI 10.1111/jzo.12107, lire en ligne, consulté le )
- (en) Neill Lambert, Yueh-Nan Chen, Yuan-Chung Cheng et Che-Ming Li, « Quantum biology », Nature Physics, vol. 9, no 1, , p. 10–18 (ISSN 1745-2481, DOI 10.1038/nphys2474, lire en ligne, consulté le )
- (en) Siu Ying Wong, Anders Frederiksen, Maja Hanić et Fabian Schuhmann, « Navigation of migratory songbirds: a quantum magnetic compass sensor », Neuroforum, vol. 27, no 3, (ISSN 2363-7013, DOI 10.1515/nf-2021-0005/html, lire en ligne, consulté le )
- Kasevich, « Precision Navigation Sensors based on Atom Interferometry », Stanford Center for Position, Navigation and Time,
- Chen, « Quantum Physicists Found a New, Safer Way to Navigate », Wired, (lire en ligne)
- (en) « Quantum positioning system steps in when GPS fails », New Scientist, (lire en ligne)
- (en) Clay Dillow, « For the First Time, Researchers Use an Atom Interferometer to Measure Aircraft Acceleration », {{Article}} : paramètre «
périodique» manquant, paramètre «date» manquant (lire en ligne) - Kramer, « DARPA looks beyond GPS for positioning, navigating, and timing », Physics Today, vol. 67, no 10, , p. 23–26 (ISSN 0031-9228, DOI 10.1063/PT.3.2543, Bibcode 2014PhT....67j..23K)
- (en) « MoD creates 'coldest object in the universe' to trump GPS », The Daily Telegraph, (lire en ligne)
