GPS quantistico per scopi militari: al massimo sbaglia di 1 m

I militari inglesi stanno studiando una bussola quantistica come alternativa al GPS.

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a cura di Valerio Porcu

Senior Editor

GPS, GLONASS e altri sistemi ci localizzano con i satelliti, e grazie ad essi in uno smartphone possiamo avere foto geolocalizzate, navigazione passo-passo e tante altre funzioni. Il sistema però non funziona se siamo al chiuso, sott'acqua o sottoterra.

Il problema è trascurabile per un privato ma ci sono contesti in cui è rilevante: un sottomarino per esempio deve emergere per agganciare i satelliti – rivelando così la propria posizione ed esponendosi a eventuali attacchi. Ecco perché il Ministero della Difesa britannico sta studiando un sistema di posizionamento quantistico - un investimento da diversi milioni di euro.  

"Oggi se un sottomarino resta un giorno intero senza GPS avremmo una deviazione di rotta nell'ordine del chilometro, quando emerge", spiega Neil Stansfield dello UK Defence Science and Technology Laboratory (DSTL, Porton Down), "un accelerometro quantistico ridurrebbe l'errore a un metro". Parliamo in altre parole di migliorare la precisione di mille volte, quindi: l'equipaggio potrebbe restare in immersione anche un'intera settimana ed emergere comunque nel punto giusto.

L'obiettivo è localizzare l'oggetto - il sottomarino nel nostro esempio - tramite una bussola quantistica, che analizza gli effetti della gravità sugli atomi. Alla base c'è l'idea di intrappolare e raffreddare con il laser una "nuvola di atomi" a una temperatura poco superiore allo zero assoluto. Questa tecnica permise di vincere a Steven Chu, Claude Cohen-Tannoudji e William D. Phillips il Premio Nobel per la fisica nel 1997.

In questo stato gli atomi hanno uno stato quantistico che li rende particolarmente sensibili all'accelerazione e alla gravità terrestre. La bussola quantistica potrebbe sfruttare questo informazioni per determinare la propria posizione e la direzione del movimento.

Il Toti senza GPS è finito in un museo milanese, altro che fuori rotta!

Il sistema in teoria ha una grandissima precisione, e oltre a non dipendere dai satelliti offre anche un altro vantaggio: per quanto ne sappiamo oggi non è vulnerabile ad attacchi informatici, mentre invece la rete GPS si potrebbe abbattere o manipolare - per quanto con uno sforzo non indifferente.

Gli scienziati impegnati sul progetto puntano a realizzare un prototipo entro cinque anni: all'inizio la bussola quantistica sarà piuttosto voluminosa ma si sta già pensando a una futura miniaturizzazione. Quest'ultimo dettaglio in particolare richiama l'interesse dei militari perché, come spiega John Powis (NATA, Submarine Rescue Service), "a un sottomarino non serve conoscere la propria posizione in metri e centimetri, ma a un proiettile o un missile potrebbe servire".

Il posizionamento quantistico è quindi indirizzato alle armi a lunga gittata, ovviamente ai droni e ai missili intercontinentali. I ricercatori del DSTL sono convinti tuttavia che presto questa tecnologia potrà trovare sbocco anche nel mondo civile: "20 anni fa ci sarebbe voluto un grande congelatore criogenico", commenta infatti il direttore della ricerca Stephen Till, "ma le nubi atomiche raffreddate al laser hanno cambiato tutto", ed è lecito pensare che presto questa tecnologia troverà posto anche su auto, smartphone e tanti altri contesti.