Компанія Infleqtion із Колорадо робить ставку на те, що перший справжній прорив квантових технологій у реальному світі може статися не в квантових комп’ютерах, а в радіочастотному (RF) зондуванні — технології, яка лежить в основі GPS, радарів, бездротового зв’язку, авіаційної навігації та систем спостереження. У той час як більшість людей уявляє квантові технології як щось суто «футуристичне», компанія намагається перетворити їх на практичний інструмент для роботи з радіосигналами вже сьогодні.
Новий підхід отримав назву Quantum Spectrum і базується не на традиційних антенах, а на використанні атомів як сенсорів. Це виглядає особливо актуально на тлі того, що сучасний радіоефір стає дедалі «зашумленішим»: сигнали легше глушити, підміняти або маскувати. Як зазначають у Infleqtion, сьогодні радіочастотні системи критично важливі для навігації, логістики, оборони та інфраструктури, але водночас вони дедалі частіше стають вразливими до перешкод і атак.
Традиційні RF-системи працюють через антени та електронні компоненти, які зазвичай оптимізовані під конкретні діапазони частот. Через це інженерам доводиться створювати окремі системи для різних частотних смуг, що ускладнює конструкцію, збільшує розміри та енергоспоживання і знижує гнучкість у складних умовах. Саме ці обмеження компанія і намагається подолати.
В основі Quantum Spectrum лежать так звані атоми Рідберга — атоми, електрони яких переводяться у сильно збуджений стан за допомогою лазерів. У такому стані вони стають надзвичайно чутливими до електромагнітних полів, зокрема до радіохвиль. Замість металевої антени система використовує лазери, які фіксують, як радіосигнали впливають на поведінку атомів. Ці зміни потім перетворюються на інформацію про частоту, силу та навіть напрям сигналу.
Ідея атомного радіозондування не є абсолютно новою — фізики досліджують її вже багато років у лабораторних умовах. Атоми Рідберга дійсно здатні взаємодіяти з широким спектром частот, що робить їх потенційно універсальним інструментом для прийому сигналів. Але перетворення цього ефекту на стабільний пристрій для реального використання виявилося складним завданням. Квантові системи дуже чутливі до температури, шумів, вібрацій та будь-яких зовнішніх впливів.
За словами Infleqtion, їхня платформа Quantum Spectrum замінює класичний RF-приймач трьома основними етапами: лазерне збудження атомів у стан Рідберга, взаємодія цих атомів із радіохвилями та оптичне зчитування змін для отримання даних сигналу. Оскільки «сенсором» виступає сам атом, теоретично одна система може працювати в надзвичайно широкому діапазоні частот — від герц до терагерц — без потреби у різних антенах.
Саме ця універсальність є ключовою перевагою підходу. У класичних системах одночасний моніторинг багатьох частин спектра є складним і дорогим. Атомні сенсори, принаймні в теорії, можуть виконувати цю задачу з одного «вікна спостереження». Дослідники навіть зазначають: там, де антени обмежені, атоми можуть працювати ефективніше.
Компанія стверджує, що така технологія може покращити виявлення загроз, підвищити стійкість зв’язку в умовах глушіння та допомогти знаходити приховані або підроблені сигнали. Наразі Infleqtion тестує розробку в рамках державних програм у США, Великій Британії та Австралії. Зокрема, у США вона співпрацює з Army Research Laboratory над проєктом створення переносного квантового RF-приймача для умов, де GPS недоступний або навмисно придушений.
У Великій Британії компанія працює над системою визначення напрямку радіосигналів, що може бути корисним для навігації та моніторингу на великих дистанціях. В Австралії ж розробляється приймач, який поєднує квантові сенсори з алгоритмами штучного інтелекту для автоматичного налаштування чутливості та діапазону.
Втім, попри амбітні заяви, технологія все ще перебуває на ранньому етапі розвитку. Поки що не доведено, що атомні системи стабільно перевершують класичні антени в реальних умовах. Крім того, залишаються серйозні інженерні виклики: мініатюризація лазерів, захист від шумів і стабільна робота поза лабораторією.
Тому Quantum Spectrum поки що радше перспективна технологія майбутнього, ніж готова заміна існуючих систем. Однак у разі успіху вона може знайти застосування в навігації без GPS, захищеному зв’язку, протидії дронам, електронній боротьбі та телекомунікаціях нового покоління.