Le système de navigation quantique sans satellite montré dans The Big Bang Theory est inventé dans la réalité
Le Sandia National Laboratory a mis au point une chambre à vide de la taille d'un avocat, faite de titane et de saphir, qui pourra un jour utiliser des capteurs à mécanique quantique pour fournir une navigation précise sans avoir recours à des satellites.
En quelques décennies seulement, le GPS est passé d'une technologie militaire à une solution technologique civile populaire pour une multitude d'applications quotidiennes. La société moderne s'appuie fortement sur ces applications utilisant le GPS. Toutefois, le système de positionnement global n'est pas toujours disponible dans des endroits tels que les hautes latitudes polaires ou les vallées montagneuses profondes. En outre, les signaux GPS peuvent être bloqués ou brouillés.
La vulnérabilité des systèmes GPS est due à leur dépendance vis-à-vis des constellations de satellites en orbite autour de la Terre. Ces satellites émettent des signaux dont l'horodatage est synchronisé avec les horloges atomiques. Les récepteurs GPS utilisent l'effet Doppler des signaux des satellites pour calculer la position et la vitesse du récepteur avec une extrême précision. Si ces signaux sont interrompus ou endommagés, le système tombe en panne.
L'alternative est une technologie qui a été développée à l'origine pour les missiles militaires pendant la Seconde Guerre mondiale et qui est couramment utilisée sur les sous-marins pendant la submersion. Appelé "guidage inertiel", c'est un système entièrement autonome qui utilise des gyroscopes et des accéléromètres pour calculer la position d'un appareil de navigation par rapport à une position fixe connue.
Le problème est que, comme le GPS, les systèmes de guidage inertiels doivent être très précis et avoir le même niveau de synchronisation qu'une horloge atomique. Cela est possible avec les systèmes existants qui utilisent des gyroscopes mécaniques ou des lasers à travers des nuages de rubidium pour mesurer les effets quantiques, mais ils reposent sur des systèmes sous vide lourds et coûteux.
L'approche de l'équipe de Sandia consiste à fabriquer des capteurs quantiques robustes qui tiennent dans une chambre d'un volume d'un centimètre cube seulement. Cette chambre est faite de titane et comporte des fenêtres en saphir - des matériaux qui empêchent très bien les gaz comme l'hélium de s'échapper. Un vide est maintenu à l'intérieur.
Le système n'est pas encore au point, son point faible étant la durée du maintien du vide. Les chercheurs tentent maintenant de rendre le dispositif moins encombrant et plus facile à fabriquer.