- Nitride Global desarrolla un sensor cuántico de escala centimétrica para resolver los problemas de navegación sin señal GPS.
- El proyecto evaluará la viabilidad de un sensor cuántico de chip atómico de microondas y cuenta con el respaldo de un contrato de la Fuerza Aérea de Estados Unidos.
- La arquitectura A-MAC busca integrar los enlaces de microondas en una única placa de circuito, mejorando las capacidades de miniaturización.
- La tecnología puede aplicarse en múltiples campos, como vehículos hipersónicos, drones y vehículos autónomos.
Nitride Global, una compañía estadounidense dedicada al desarrollo de materiales avanzados para gestión térmica, dieléctricos y semiconductores, investigará un sensor cuántico de escala centimétrica destinado a facilitar la navegación en entornos donde no se dispone de señal GPS. La empresa anunció el 14 de septiembre que ha sido adjudicataria de un contrato Fase I del programa SBIR de AFWERX, dependiente del Departamento de la Fuerza Aérea de Estados Unidos. El proyecto evaluará la viabilidad de un sensor cuántico de chip atómico de microondas para navegación de precisión y gravimetría de largo alcance. El dispositivo, denominado Chip Atómico de Interferometría Atómica de Microondas (A-MAC, por sus siglas en inglés), se evaluará empleando la plataforma de alúmina-nitruro (AlON) de Nitride Global.
Navegación sin señal satelital
Respuesta al desafío de operar sin GPS
El proyecto responde a los desafíos que enfrentan la Fuerza Aérea y los Guardianes en entornos donde la señal GPS puede sufrir interferencias, suplantación o simplemente no estar disponible. Los sistemas de navegación inercial tradicionales acumulan errores con el tiempo y, sin actualizaciones periódicas vía satélite, la incertidumbre sobre la posición aumenta, lo que limita la autonomía operativa de las plataformas en tiempo y distancia. Los interferómetros atómicos ofrecen una alternativa potencial, ya que miden la aceleración y la rotación a partir de la longitud de onda de la materia. Según Nitride Global, estos sistemas figuran entre los sensores inerciales más estables demostrados hasta la fecha.
No obstante, la mayoría de los sistemas líderes aún requieren más de un metro de espacio en una mesa de laboratorio. De acuerdo con la empresa, el principal obstáculo para la miniaturización no reside en la física fundamental, sino en los materiales de empaquetado.
Integración del hardware de microondas en una única placa de circuito
Integración del hardware de microondas
La arquitectura A-MAC de Nitride Global tiene como objetivo consolidar las cadenas de microondas dispersas en una única placa de circuito integrado. Su material dieléctrico AlON, delgado y adaptable a superficies curvas, permitirá situar el enrutamiento de microondas, las estructuras de acoplamiento y la geometría de captura en un mismo apilamiento. El calor se conducirá hacia el exterior a través del metal, en lugar de disiparse mediante un sustrato cerámico de gran tamaño. El objetivo es crear una arquitectura de escala centimétrica apta para plataformas con exigencias estrictas de tamaño, peso y potencia. Nitride Global colaborará con el doctor Seth Aubin, profesor asociado de física en el College of William & Mary.
El grupo de física atómica de Aubin participará como subcontratista y socio de investigación, aportando más de una década de experiencia en captura de chips atómicos de microondas y física de captura asociada.
Del laboratorio al entorno de combate
Aplicaciones potenciales y valor comercial
En última instancia, la tecnología podría respaldar el posicionamiento, la navegación y el cronometraje independientes de satélites, con aplicaciones en vehículos hipersónicos, drones, sistemas orbitales, plataformas submarinas, vehículos terrestres autónomos e interceptores de drones. Entre las aplicaciones comerciales podrían figurar la exploración de recursos, la monitorización de infraestructuras y el mapeo subterráneo. «Los sensores inerciales cuánticos están limitados por las mismas razones que la electrónica de potencia hace una década: las restricciones provienen del empaquetado, no de la física. Si el enrutamiento de microondas y la gestión térmica pueden convivir en un mismo sistema de materiales, los instrumentos pueden miniaturizarse lo suficiente como para volar a bordo de una plataforma», señaló Mahyar Khosravi, CEO de Nitride Global.
La empresa busca actualmente la opinión de integradores aeroespaciales y de defensa para definir los factores de forma, los requisitos ambientales y los umbrales de rendimiento del sensor.
Potencial futuro de la tecnología de sensores cuánticos
A medida que crece la demanda global de navegación de alta precisión, la tecnología de sensores cuánticos de Nitride Global muestra un potencial significativo. No solo puede ofrecer soluciones de navegación fiables en entornos con señal GPS limitada, sino que también resulta aplicable a numerosos campos de alta tecnología, como los drones y los vehículos hipersónicos. Este sensor cuántico miniaturizado promete superar las limitaciones de los sistemas de navegación inercial tradicionales e impulsar la innovación en los ámbitos aeroespacial y de defensa. Gracias a su colaboración con el mundo académico, la empresa podrá acelerar la comercialización de la tecnología y reforzar su competitividad en el mercado.