حسگرهای کوانتومی دقت فوق‌العاده‌ای در اندازه‌گیری میدان‌های مغناطیسی، گرانش و حرکت ارائه می‌دهند و آنها را برای دفاع ارزشمند می‌سازند. با این حال، آنها در شرایط دنیای واقعی، به ویژه در سکوهای متحرک، با مشکل مواجه می‌شوند.
برای غلبه بر این چالش‌ها، آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی ایالات متحده (DARPA) برنامه حسگرهای کوانتومی مقاوم (RoQS) را راه‌اندازی می‌کند که هدف آن توسعه حسگرهای کوانتومی است که می‌توانند در برابر اختلالات محیطی مقاومت کنند و در عین حال حساسیت بالای خود را حفظ کنند.
برنامه هدف‌گیری حسگرهای کوانتومی مقاوم برای دفاع
هدف این برنامه اطمینان از این است که این حسگرها به طور قابل اعتماد در خارج از آزمایشگاه کار می‌کنند و می‌توانند در سکوی‌های وزارت دفاع ادغام شوند.
اختلالات محیطی مانند ارتعاشات و تداخل الکترومغناطیسی عملکرد حسگرهای کوانتومی را کاهش می‌دهد و اثربخشی آنها را محدود می‌کند. راه حل‌های موجود، مانند جداسازی یا محافظت حجیم، برای استفاده در مقیاس بزرگ غیرعملی هستند.
هدف برنامه RoQS پر کردن شکاف بین تحقیق و استقرار در دنیای واقعی است. RoQS همکاری زودهنگام بین توسعه‌دهندگان حسگر و سازندگان سکوهای دفاعی را در اولویت قرار می‌دهد تا انتقال از آزمایشگاه به میدان را تسهیل کند.
DARPA با تقویت این مشارکت‌ها در اوایل کار، قصد دارد اطمینان حاصل کند که این فناوری الزامات عملی را برآورده می‌کند و به طور یکپارچه در سیستم‌های موجود ادغام می‌شود و زمان و منابع مورد نیاز برای آماده‌سازی حسگرهای کوانتومی برای ماموریت را کاهش می‌دهد.
به گفته دکتر جاناتان هافمن، مدیر برنامه در دفتر فناوری سیستم‌های کوچک DARPA، حسگرهای کوانتومی می‌توانند انقلابی در نحوه جمع‌آوری اطلاعات حیاتی در سناریوهای دفاعی ایجاد کنند. این حسگرهای پیشرفته دقت بی‌سابقه‌ای را ارائه می‌دهند، اما استقرار آنها در شرایط دنیای واقعی به دلیل شکنندگی آنها همچنان یک چالش است.
هافمن توضیح داد: «با RoQS، ما یک گام جسورانه در جهت ایجاد حسگرهایی برمی‌داریم که نه تنها فوق‌العاده دقیق هستند، بلکه در مواجهه با چالش‌های دنیای واقعی نیز مقاوم هستند.»
بهبود حسگرهای کوانتومی بدون محافظت حجیم
برنامه RoQS قصد دارد با پرداختن مستقیم به شکنندگی آنها، حسگرهای کوانتومی را مقاوم‌تر کند. RoQS به جای استفاده از روش‌های محافظت یا جداسازی حجیم، بر استراتژی‌ها و معماری‌های جدید طراحی حسگر تمرکز خواهد کرد.
یکی از رویکردها، مهندسی معماری‌های حسگر است که می‌توانند به طور طبیعی در برابر اختلالات محیطی مقاومت کنند و عملکرد پایدار را بدون نیاز به محافظت حجیم تضمین کنند.
یکی دیگر از موارد تمرکز، توسعه آرایه‌های حسگر فشرده است که قادر به تشخیص سیگنال‌های مفید از نویز پس‌زمینه هستند و دقت را در محیط‌های پیچیده بهبود می‌بخشند. علاوه بر این، RoQS سیستم‌های اتمی پیشرفته‌ای را بررسی خواهد کرد که پایداری بیشتری ارائه می‌دهند و به حسگرهای کوانتومی اجازه می‌دهند حتی در شرایط پویا و غیرقابل پیش‌بینی به طور قابل اعتماد عمل کنند.
سال گذشته، DARPA ابتکار "نظریه ذهن" را راه‌اندازی کرد که بر بهبود تصمیم‌گیری امنیت ملی تمرکز دارد. هدف این برنامه توسعه فناوری‌هایی است که به تصمیم‌گیرندگان کمک می‌کند تا درک بهتری از دشمنان بالقوه داشته باشند و با آنها تعامل داشته باشند و استراتژی‌ها را برای بازدارندگی و اقدامات مبتنی بر انگیزه بهبود بخشند.
به گفته DARPA، این برنامه الگوریتم‌های پیشرفته را با تخصص انسانی ترکیب می‌کند تا از این تلاش‌ها پشتیبانی کند. این ادغام در یک محیط مدل‌سازی و شبیه‌سازی برای بررسی سناریوهای امنیت ملی رخ می‌دهد و به تصمیم‌گیرندگان گزینه‌های بیشتری می‌دهد و توانایی آنها را برای ارزیابی اقدامات بالقوه بهبود می‌بخشد.