Прорив у транспорті: в Британії тестують квантову навігацію для поїздів без GPS

У Великій Британії протестували квантову навігацію для поїздів, яка працює без GPS навіть у тунелях. Система визначає місцезнаходження з точністю до сантиметра.

У Великій Британії вперше випробували квантову навігаційну систему для поїздів, яка дозволяє визначати місцезнаходження без супутників навіть у тунелях. Технологію протестували на маршруті між Лондоном і Велвін-Гарден-Сіті.

Про це повідомило видання ZME Science.

Під час тестування використовували поїзд, який зовні не відрізняється від звичайного приміського транспорту. Однак на відміну від стандартних систем навігації, що втрачають сигнал у тунелях або серед щільної забудови, нова технологія працює автономно і не залежить від GPS.

Розробкою займається консорціум під керівництвом Імперського коледжу Лондона. Йдеться про залізничну квантову інерціальну навігаційну систему (RQINS), яка здатна визначати положення поїзда з точністю до сантиметра навіть під час руху у складних умовах.

Система базується на використанні надхолодних атомів. Усередині пристрою лазери утримують атоми у вакуумній камері та уповільнюють їхній рух до наднизьких температур. У такому стані атоми змінюють свої властивості, і це дозволяє фіксувати навіть незначні зміни руху поїзда.

Подальші вимірювання здійснюються за допомогою лазерних імпульсів, які розділяють атомну хвилю та знову поєднують її. Будь-які зміни швидкості або напрямку руху впливають на цей процес, формуючи так звану інтерференційну картину. Саме вона дає змогу точно визначити переміщення поїзда.

Водночас квантові датчики залишаються дуже чутливими до вібрацій. Тому інженери створили гібридну систему, поєднавши їх із традиційними механічними сенсорами. Останні компенсують коливання та різкі рухи, а квантові забезпечують високу точність вимірювань.

Розробники наголошують, що сучасна транспортна інфраструктура значною мірою залежить від GPS. Ця технологія працює завдяки супутникам, але її сигнал може блокуватися або спотворюватися через природні та технічні чинники — зокрема у тунелях, через сонячну активність або навмисне глушіння.

За оцінками, навіть короткочасні перебої в роботі GPS можуть спричинити значні економічні втрати. Саме тому квантові системи позиціонування розглядають як альтернативу для критично важливих галузей.

У межах національної квантової стратегії Велика Британія інвестує мільярди доларів у розвиток таких технологій. До 2030 року планується впровадження квантових навігаційних систем у транспорті, зокрема на залізниці та в авіації. До 2035 року вони можуть стати стандартом для ключової інфраструктури країни.

Поки що система залишається складною та дорогою у виробництві. Наступний етап — зменшення її розмірів і вартості для масштабного використання.