Le laboratoire britannique des sciences et technologies de la défense a mis au point une horloge atomique quantique qui perdra moins d'une seconde sur des milliards d'années, a annoncé jeudi le ministère de la défense. Le dispositif construit au Royaume-Uni vise à réduire la dépendance des militaires à l'égard de la technologie GPS, qui peut être perturbée par des adversaires. Il pourra être déployé dans le cadre d'opérations militaires d'ici cinq ans, et servira de support aux systèmes de navigation, aux communications chiffrées et aux systèmes d'armement avancés. Le projet, d'une valeur de 34,6 millions de dollars, implique des partenaires tels qu'Infleqtion UK, Aquark Technologies et l'Imperial College de Londres. L'horloge a été testée pour la première fois en dehors des conditions de laboratoire, en collaboration avec la Royal Navy et l'équipe Army Futures.
Une horloge quantique est un type d'horloge atomique utilisant des ions uniques refroidis par laser et confinés dans un piège à ions électromagnétique. Développée en 2010 par des physiciens de l'U.S. National Institute of Standards and Technology, l'horloge était 37 fois plus précise que la norme internationale existante à l'époque. L'horloge logique quantique est basée sur un ion spectroscopique d'Al avec un atome logique.
L'horloge quantique à base d'AI et l'horloge atomique optique à base de Hg suivent le temps grâce à la vibration de l'ion à une fréquence optique utilisant un laser UV, qui est 100 000 fois plus élevée que les fréquences micro-ondes utilisées dans la NIST-F1 et d'autres normes temporelles similaires dans le monde. Les horloges quantiques de ce type sont capables d'être beaucoup plus précises que les étalons à micro-ondes.
« Le personnel militaire utilisera une technologie quantique révolutionnaire pour mener des opérations plus sûres et plus précises, grâce à une nouvelle horloge atomique de haute technologie », a déclaré le gouvernement britannique dans un communiqué de presse publié le 2 janvier. Développée par le Laboratoire des sciences et technologies de la défense (Dstl), l'horloge quantique permettra d'améliorer le renseignement, la surveillance et la reconnaissance en réduisant la dépendance à l'égard de la technologie GPS, qui peut être perturbée et bloquée par des adversaires.
La précision de l'horloge est si fine qu'elle perdra moins d'une seconde sur des milliards d'années, ce qui permettra aux scientifiques de mesurer le temps à une échelle sans précédent. Il s'agit du premier dispositif de ce type à être construit au Royaume-Uni et il pourra être déployé dans le cadre d'opérations militaires au cours des cinq prochaines années.
Les applications des horloges quantiques vont au-delà de la mesure précise du temps. L'amélioration de la précision du GPS pourrait transformer les systèmes de navigation mondiaux, en apportant une aide dans tous les domaines, de la communication par satellite à la navigation aérienne. Le développement de cette technologie de pointe soutient des éléments clés du plan de changement du gouvernement britannique, en préservant la sécurité nationale tout en soutenant des emplois qualifiés et productifs qui favorisent la croissance économique.
En outre, la poursuite des recherches permettra de réduire la taille de la technologie afin de permettre la fabrication en masse et la miniaturisation, ce qui ouvrira la voie à un large éventail d'applications, telles que l'utilisation par les véhicules et les avions militaires. Des horloges améliorées, telles que ce dispositif atomique, permettront au ministère de la défense de renforcer ses capacités actuelles et futures. Par exemple, les horloges quantiques peuvent :
- permettre des systèmes de navigation plus précis et plus indépendants, en réduisant la dépendance à l'égard des satellites GPS, qui sont vulnérables au brouillage ou à la destruction dans les scénarios de conflit ;
- sécuriser les systèmes de communication, tels que les réseaux militaires chiffrés, qui dépendent d'un chronométrage hautement synchronisé ;
- améliorer la précision des systèmes d'armes avancés, tels que les missiles guidés, qui dépendent d'une synchronisation précise pour calculer les trajectoires et coordonner les attaques ;
- Permettre aux forces armées de prendre l'avantage sur leurs adversaires dans les opérations où la synchronisation est essentielle, en particulier dans des domaines tels que la cyberguerre, où les millisecondes peuvent faire la différence.
La ministre en charge des achats de défense et de l'industrie, Maria Eagle MP, a affirmé :
« L'intégration d'une technologie de pointe dans les capacités existantes illustre l'engagement du gouvernement en faveur de l'innovation dans le secteur de la défense et la volonté de veiller à ce que nos forces armées disposent du meilleur équipement possible pour assurer notre sécurité à l'intérieur du pays et notre puissance à l'étranger.
« L'essai de cette technologie émergente et révolutionnaire pourrait non seulement renforcer notre capacité opérationnelle, mais aussi favoriser les progrès dans l'industrie, soutenir notre secteur scientifique et favoriser les emplois hautement qualifiés. »
C'est la première fois que le Dstl teste une horloge atomique optique fabriquée au Royaume-Uni en dehors d'un laboratoire, offrant ainsi une nouvelle capacité au-delà des systèmes mondiaux de navigation par satellite (GNSS) existants. Les vulnérabilités du GNSS constituent un risque connu pour la sécurité, tandis que la technologie de l'horloge atomique pourrait fournir une capacité stable, contrôlée par l'État, de maintien d'une heure précise pour les opérations critiques.
Paul Hollinshead, directeur général de Dstl, a déclaré :
« Ce premier essai d'horloge atomique avancée représente une avancée significative dans les capacités du Royaume-Uni en matière de technologie quantique.
« Les données recueillies ne serviront pas seulement à orienter les efforts futurs de la défense, mais elles indiquent également à l'industrie et au monde universitaire que nous prenons au sérieux l'exploration des technologies quantiques en vue d'obtenir un avantage opérationnel sûr et résilient ».
L'essai a impliqué des partenaires clés, notamment Infleqtion (UK), Aquark Technologies, HCD Research et Imperial College London, ainsi qu'une technologie interne développée au laboratoire quantique du Dstl. Ces prototypes de normes de fréquence ont été testés en collaboration avec le bureau de l'officier technique en chef de la Royal Navy et l'équipe Army Futures au BattleLab.
Le commandant Matt Steele, en charge des technologies futures au sein du bureau de l'officier technique en chef de la Royal Navy, a indiqué :
« La marine s'intéresse aux technologies quantiques depuis un certain nombre d'années et il est passionnant de voir que les défis de la physique et de l'ingénierie dans ce domaine ne sont plus un concept scientifique, mais qu'ils sont désormais sur le point de devenir réalité.
« Au cours des prochaines années, la capacité à opérer efficacement, à survivre, à naviguer et à rester létal grâce à l'utilisation de Quantum parallèlement au GPS garantira un avantage opérationnel.
La « démonstration d'un appareil de chronométrage avancé » (DATA) fait partie d'une série d'expériences visant à comprendre les performances et les limites des horloges quantiques, avec des avantages potentiels pour la résilience de l...
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