Ҳозирги вақтда ҳаво кемаларни фазодаги жойлашишувини аниқлаш учун GPS, GLONASS, Galileo каби Глобал навигация сунъий йўлдош тизимларидан (ГНСС) фойдаланадилмоқда. Ушбу тизимлар ишончлилик барқарорлигига турли ташқи омиллар, масалан тўсқин шовқинлари, сигналларни сўндириш, шунингдек, космосдаги ҳодисалар, қуёш нурлари чақнаши кабилар таъсир қилиши мумкин.
Сунъий йўлдош навигациянинг йўқолиши юз берган ҳолатларда ҳаво кемалари тезлик, йўналиш ва тезлашув маълумотлари асосида курсни ҳисоблаш жараёнини амалга оширадиган инерциал навигация тизимларидан (ИНС) фойдаланади. Аммо ушбу тизимлар синфга боғлиқ бўлиб, зарурий навигация аниқлигини бир неча секунддан бир неча соатгача, шунингделк бир неча соат ва кунгача ушлаб туриши мумкин.
Айни пайтда жойлашувни аниқлаш учун сигнал аниқлиги ва узлуксизлигига нисбатан бўлган эҳтиёжнинг тобора ортиб бораётганлиги натижасида сунъий йўлдош ёки радио сигналлари каби ташқи сигналларга боғлиқ бўлмаган муқобил навигация технологиясига зарурият вужудга келган. Ушбу муаммонинг ечими квант навигация тизимини яратиш ва уни амалиётга жорий этишдан иборат.
Мазкур тизимларнинг асосий афзаллиги квант сенсорларининг юқори даражадаги аниқлиги ҳамда ушбу технологияга асосланган тизимлар мунтазам равишда қайтадан калибрлашсиз ишлаши мумкин. Квант навигациясининг яна бир муҳим афзаллиги, унинг ташқи шовқинларга чидамлилиги ҳисобланади. ГНСС сигнали сондирилиши ёки ўзгартириши (спуфинг) ҳолатлари рўй бериши мумкин бўлган шароитларда ташқи сигналларга боғлиқ бўлмаган квант сенсорлари хавфсиз ва ишончли навигацияни таъминлаш имкониятига эга бўлади.
Ушбу технологиянинг ишлаш тамойили нимадан иборат? Масалага аниқлик киритамиз. Ушбу тизимлар квант механикасига асосланган. Бу физиканинг субатомик даражадаги заррачаларнинг хатти-ҳаракатларини ўрганадиган бўлими ҳисобланади. Квант механикасининг асосий тамойилларидан бири бу — заррачаларнинг тўлқин табиатидир. Бу зарралар квант механикасининг асоси бўлган тўлқинлар каби ҳаракат қилиши мумкинлигини англатади. Бу тўлқин атомларга нисбатан ҳам тегишли бўлади. Атомга жуда кичик ҳажмда таъсир қилиш — масалан, гравитация ёки тезланишнинг ўзгариши — унинг ҳолатига таъсир қилишига олиб келади. Ушбу ўзгаришлар шунчалик аҳамиятсизки, уларни анъанавий услублар билан қайд этиш имконияти мавжуд эмас. Аммо квант механикаси бундай кичик оғишларни сезиш ва улардан жуда аниқ ўлчовлар учун фойдаланиш имконини беради. Квант физикасини қўллашнинг ёрқин мисолларидан бири сифатида атом соатини келтириш мумкин. Улар атомларнинг квант хусусиятлари асосида ишлайди ва вақтни амисли корилмаган аниқлик билан ўлчаш имконини беради. Айнан шу тамойиллар асосида квант навигация тизими барпо этилган.
Амалиётда нималар жой олган? Буюк Британия ҳукуматининг расмий веб-сайтига мувофиқ, мамлакатда квант технологияларига асосланган илғор навигация тизимларининг тижорат парвоз синовлари муваффақиятли ўтказилиб, уларни сўндириб бўлмайди.
Квант технологияларига ихтисослашган “Infleqtion” компанияси “Bae Systems” ҳамда “QinetiQ” билан ҳамкорликда Буюк Британия Мудофаа вазирлигининг
Boscombe-Downda (Uiltshir grafligi) синовларни ўтказди. Фан бўйича вазир Эндрю Гриффин 9-май куни якуний синов парвози жараёнида иштирок қилди . Ушбу синовлар Буюк Британияда биринчи марта бундай инновацион технологияларни ҳаводаги синовлари ва дунёдаги биринчи оммавий тасдиқланган синов парвозлари сифатида тан олинди.
Серияли синов парвозларида “Infleqtion” компанияси иккита илғор квант ечимини намойиш этди: “Tiqker” компакт оптик атом соати ва “QinetiQ” компаниясининг модификацияланган “RJ100 Airborne Technology Demonstrator” бортида ўрнатилган ультра совуқ атомларга асосланган юқори аниқликдаги квант қурилмаси.
Шунингдек, Arxiv.org сайтида Q-CTRL компаниясининг ironstone Opal квант навигация тизими тадқиқотлари натижалари эълон қилинди.
Q-CTRL компанияси маълумотларига мувофиқ ironstone Opal тизими пассив навигация технологияси бўлиб, у сигналларни тарқатмайди ва ўз навбатида унинг сигналларини ушлаб қолиш ёки сўндириш мумкин эмас. Сунъий йўлдош навигациясига таяниш ўрнига, у географик жойлашувга мос равишда бироз ўзгариб турадиган ер магнит майдонининг табиий тебранишларидан фойдаланади. Ушбу ўзгаришларни сезгир магнитометрлар ёрдамида илғаб олиш орқали тизим координаталарни аниқ аниқлашга қобилиятига эга. Бундай инновацион технологияни яратиш Q-CTRL компанияси томонидан ишлаб чиқилган патентланган квант сенсори натижасида амалга оширилиши мумкин бўлди.
Технологиянинг жадал қадамлар билан ривожланиши квант навигация тизимлари GNSS тизимларини 2030-йилга қадар амалиётдан четлаштириб чиқаришининг эҳтимоли катта. Ушбу тизимларнинг юқори аниқлиги, барқарорлиги ва юқори технологияли бўлишига қарамай, ҳаво кемаларининг анъанавий ер устидаги навигация тизимларидан (DVOR, DME, NDB) захира навигация тизимлари сифатида ҳам фойдаланисини унутиш мақсадга мувофиқ эмасдир.