עם מימון מ-קרן המדע הלאומית, חוקרים מאוניברסיטת רוצ'סטר מפתחים שבבים פוטוניים המשתמשים בטכניקה קוונטית הנקראת הגברה של ערך חלש כדי להחליף את הג'ירוסקופים המכניים המשמשים ברחפנים, מה שמאפשר להם לטוס במקום שבו אותות GPS חסומים או לא זמינים.טכניקה קוונטית הנקראת "הגברת ערך חלש" מחליפה את הג'ירוסקופים המכניים המשמשים ברחפנים, ומאפשרת להם לעוף במקומות שבהם אותות GPS חסומים או לא זמינים.
באמצעות טכנולוגיה קוונטית זו, מדענים שואפים לספק את אותה רמת רגישות על שבב פוטוני קטן כף יד כמו גוש גדול של גירוסקופים אופטיים, שיכול לשנות את ניווט הרחפנים.
ג'יימי קרדנס, פרופסור חבר במכון לאופטיקה, קיבל מענק חדש של הקרן הלאומית למדע לפיתוח שבבים כאלה עד 2026.
הג'ירוסקופים הסיבים האופטיים המשמשים כיום ברחפנים חדישים מכילים סלילים של חוטי סיבים אופטיים שאורכם מספר קילומטרים או בעלי טווח דינמי מוגבל, אמר קרדנס.
כיום יש לשקול באופן יסודי את הרגישות והיציבות של גירוסקופ מול גודלו ומשקלו. "ככל שמטוסים בלתי מאוישים, מל"טים ולוויינים הופכים קטנים יותר ונמצאים בכל מקום, הצורך בגירוסקופים קומפקטיים בדרגת ניווט במיוחד יהפוך קריטי. גירוסקופים מיניאטוריים מתקדמים הם קומפקטיים וחסונים, אך חסרי ביצועים, מה שמפריע להם להשתמש בניווט."
לדברי קרדנס, הגברה בעלת ערך חלש מציעה יתרונות על פני שיטות מסורתיות מכיוון שהיא משפרת את האות מהאינטרפרומטריה מבלי לבוא על חשבון הגברה של מספר צורות של רעש טכני. עם זאת, הדגמות קודמות של הגברה בעל ערך חלש דרשו הגדרות מעבדה מורכבות וכיולים מדויקים; קרדנס פעל למימוש הגברה בעלת ערך חלש על שבב מיקרו פוטוני באמצעות תהודה טבעת גורם באיכות גבוהה.
משתפי הפעולה של קרדנס בפרויקט כוללים את הפיזיקאי אנדרו ג'ורדן, לשעבר חבר סגל ב-אוניברסיטת רוצ'סטרוכעת בצ'פמן U. Cardenas אומר שהוא גם יעבוד עם מרכז David T. Kearns של האוניברסיטה למנהיגות וגיוון כדי להרחיב את השתתפותן של קבוצות חסרות ייצוג באמצעות התנסויות מחקר עם תלמידי תיכון בהשתתפות מחוז בתי הספר של העיר רוצ'סטר ולעורר אותם לשאוף לקריירות STEM.
