Ett forskarteam vid Q-CTRL, en mjukvarutillverkare för kvantinfrastruktur baserad i Sydney, Australien, har meddelat att de framgångsrikt har demonstrerat sitt nyutvecklade kvantnavigationssystem kallat ”Ironstone Opal”.
Gruppen har skrivit ett dokument som beskriver hur deras system fungerar och hur väl det testade mot de backup-GPS-system som finns tillgängliga för närvarande och har publicerat det på arXiv preprint server.
I och med att privata och militära fordon och flygplan har börjat använda GPS för navigering har regeringarna förstått hur sårbara sådana system kan vara. Avbrott kan leda till att förare blir strandsatta, att piloter måste använda föråldrade system och att det blir svårt att sätta in militära resurser. Därför har forskare runt om i världen letat efter rimliga backupsystem, eller till och med möjliga alternativ till GPS.
I det här nya projektet har teamet på Q-CTRL utvecklat ett sådant backupsystem och hävdar att det är 50 gånger mer exakt än alla andra backup-GPS som finns tillgängliga för närvarande under vissa scenarier.
Det nya systemet, Ironstone Opal, använder kvantsensorer som är så känsliga att de kan användas för att exakt lokalisera ett objekt med hjälp av jordens magnetfält. Teamet på Q-CTRL noterade att magnetfältet varierar beroende på var man befinner sig i förhållande till jorden. För att dra nytta av detta byggde de sensorer som exakt kan läsa av fältet och sedan använda AI-baserad programvara för att ge geografiska X- och Y-koordinater på samma sätt som GPS.
Forskarna påpekar att deras system är passivt, vilket innebär att det inte sänder ut signaler som kan ”höras” av andra enheter och inte heller kan störas ut. De konstaterar också att deras mjukvarusystem kan filtrera bort brus som genereras av fordon eller flygplan som bär sensorerna. De påpekar att systemet är tillräckligt litet för att kunna installeras i vilken bil, lastbil eller annat landfordon som helst, liksom i drönare och andra flygplan.
Tester av systemet på marken visade enligt forskarna att det var 50 gånger mer exakt än något annat GPS-backupsystem. I luften visade det sig vara 11 gånger mer exakt än andra backup-system.
(a) Schematisk bild över instrumenteringen på provflygplanet. Q-CTRL kvantmagnetometrar monterades internt på en plats med hög bullernivå. Ytterligare magnetometrar placerades utvändigt för att erhålla sanningsenliga mätvärden och för jämförelsesyften. Pitotröret gav en skalär hastighetsinmatning för INS-hjälp. (b) Fotografi av en enda kolineär Q-CTRL skalär kvantmagnetometer, som visas tillsammans med ett amerikanskt kvartsdollarmynt för att ge en uppfattning om skalan. (c) Cessna 208B Grand Caravan som användes för försöken. (d) Positionering av Q-CTRL-sensorpaketet, strömförsörjningen, styrelektroniken och loggningsutrustningen inuti flygplanet. Detta är en trippelredundant konfiguration som används för testning och validering; ett enda skalär-/vektormagnetometerpar utgör ett komplett MagNav-hårdvarusystem. Den streckade rutan visar en potentiell minimal konfiguration som består av en Q-CTRL skalärmagnetometer, en fluxgate-vektormagnetometer och tillhörande styrelektronik, med en total volym på 4,2 L. Samma ombordsystem som används i strapdown-konfiguration används i markbaserade försök. Kredit: arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2504.08167
För mer information: Murat Muradoglu et al, Quantum-assured magnetic navigation achieves positioning accuracy better than a strategic-grade INS in airborne and ground-based field trials, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2504.08167
