超越GPS：量子光子芯片革新无人机导航

**美国国家科学基金会支持**

光学研究所副教授海梅-卡德纳斯（Jaime Cardenas）正获得美国国家科学基金会的资助，旨在开发一种能够在2026年前改变未来无人机导航技术的量子光子芯片。

**挑战传统陀螺仪**

卡德纳斯指出，现今先进的无人机使用的光纤陀螺仪，要么包含数公里长的光纤线轴，要么具有有限的动态范围。而在美国国家科学基金会的资助下，罗切斯特大学的研究人员正在研发光子芯片，利用一种名为弱值放大的量子技术，来替代无人机中使用的机械陀螺仪。

**迎接小型化无人机挑战**

他解释：“现今，陀螺仪的灵敏度和稳定性必须在尺寸和重量之间进行权衡。随着无人机、无人驾驶飞行器和卫星越来越小，需求超小型导航级陀螺仪变得至关重要。最先进的微型陀螺仪虽然结构紧凑坚固耐用，但性能存在缺陷，限制了其在导航领域的应用。”

**弱值放大技术**

卡德纳斯认为，弱值放大法相对传统方法更具优势，因为它能够增强干涉测量信号，而无需付出放大多种技术噪声的代价。然而，以前的弱值放大演示需要复杂的实验室设置和精确的对准。卡德纳斯正在努力实现弱值放大，将其应用于微小光子芯片，其中包括高质量因子环形谐振器。

**跨学科合作**

该项目的合作者包括物理学家安德鲁-乔丹（Andrew Jordan），他曾在罗切斯特大学任教，现在就职于查普曼大学。卡德纳斯还计划与罗切斯特大学的大卫-卡恩斯领导力与多样性中心（David T. Kearns Center for Leadership and Diversity）合作，通过为罗切斯特市学区的高中生提供研究体验，激发他们对STEM职业的热情，从而扩大未被充分代表的群体的参与。