Wissenschaft
Neu entwickelter Quantenkompass verspricht Navigation ohne GPS

Britische Wissenschaftler haben einen Quantenbeschleunigungssensor entwickelt, der herkömmliche GPS Sensoren ersetzen könnte. Das Gerät arbeitet mit Lasern und unterkühlten Atomen, mit denen die Beschleunigung gemessen wird.
von Vera Bauer am 11. November 2018

Die meisten Navigationssysteme basieren heutzutage auf einem globalen Satellitensystem, wie beispielsweise GPS. Dazu werden Signale von Satelliten in der Erdumlaufbahn gesendet und empfangen. Nun haben britische Wissenschaftler einen in sich geschlossenen und manipulationssicheren Kompass entwickelt. Der sogenannte Quantenbeschleunigungssensor ist nicht auf externe Signale angewiesen.

Beschleunigungssensoren gibt es schon seit einiger Zeit und werden beispielsweise in Smartphones und Laptops eingesetzt. Sie messen, wie sich die Geschwindigkeit eines Objekts im Laufe der Zeit ändert und können damit die Position eines Gerätes feststellen. GPS ist für die moderne Navigation unerlässlich, aber leider auch extrem anfällig. Es könnte beispielsweise ein Satellit ausfallen oder es tritt ein Jamming-Angriff auf.

Der Quantenkompass verwendet Laser, um Atome auf extrem niedrige Temperaturen zu kühlen und misst dann die Quantenwelleneigenschaften dieser Atome, wenn sie auf Beschleunigung reagieren. Das Ergebnis ist ein extrem empfindliches Gerät, das zudem deutlich zuverlässiger ist als herkömmliche Beschleunigungssensoren.

Entwickelt wurde das System von Experten des Imperial College in London, deren Arbeit vom britischen Verteidigungsministerium mit 270 Millionen Pfund über einen Zeitraum von fünf Jahren finanziert wurde. Das britische Team hat den transportablen, eigenständigen Quantenbeschleunigungssensor zum ersten Mal beim National Quantum Technologies Showcase gezeigt, der vor kurzem stattfand.

“Die gemeinsamen Bemühungen, das Potenzial der Quantennavigation zu nutzen, veranschaulichen die einzigartige Stärke Großbritanniens, Industrie und Wissenschaft zusammenzubringen.” Graeme Malcolm, Wissenschaftler

Herkömmliche Beschleunigungssensoren, die GPS nutzen, sind bereits klein genug, um in Smartphones eingebaut zu werden. Dieser Quantenkompass ist aber noch zu groß und findet deshalb erstmal nur in Schiffen, Zügen und anderen großen Fahrzeugen Einsatz. Das Prototypensystem ist nämlich etwa einen Meter breit sowie hoch und unglaublich teuer. Außerdem kann es die Bewegungen derzeit nur eindimensional messen. Bald, so die Wissenschaftler, soll es aber auch dreidimensionale Bewegungen verfolgen können, daran will man in Zukunft arbeiten.

via: theregister