Dirac Labs, uma startup de Madison, Wisconsin fundada em 2023, está testando em campo um sensor de posicionamento quântico para substituir GPS em aplicações de defesa e aeroespacial onde sinais de satélite podem ser perturbados ou falsificados. O sistema—um cubo de 5×5 centímetros—usa centros de vaga de nitrogênio em diamante como qubits de sensoriamento e funde 70 anos de dados de voo magnético disponíveis publicamente dos EUA em um mapa de navegação embarcado. Um antigo gerente de programa da DARPA aconselhando a empresa estima que a produção em larga escala está a 1–2 anos de distância.
O hardware acopla um substrato de diamante da Great Lakes Crystal Technologies e staC12 (spinoff da Universidade de Chicago) com uma camada fotônica, laser e fotodiodo que lê fluorescência dos defeitos do diamante. A computação atual usa um Nvidia Jetson Orin Nano; Dirac planeja substituí-lo por um FPGA conforme o design amadurece. Toda inferência de IA executa no chip, quantizada para caber sem um link de nuvem. A manufatura está acontecendo em fabs universitários atualmente, com um caminho para SkyWater para wafers CMOS de baixo volume conforme os volumes crescem.
A lógica de navegação é um mecanismo de fusão construído no conjunto de dados magnético de 70 anos. "Construímos nosso próprio mecanismo de fusão, que leva 70 anos de dados magnéticos de voos sobre diferentes partes dos EUA", disse Aishwarya Das, COO, à EE Times. A aceleração recente de IA permitiu que a equipe quantizasse modelos de navegação para caber em um chip pequeno, com processamento acontecendo localmente.
Jammers de GPS transmitem sinais disruptivos na mesma frequência de GPS. Spoofers enviam sinais contrafeitos carregando dados de localização falsos que receptores de GPS aceitam como válidos. Um estudo de 2019 da RTI International encomendado pelo NIST estimou que uma interrupção de GPS de 30 dias poderia custar aos EUA $1 bilhão por dia. Desde a invasão da Rússia à Ucrânia, a negação de GPS se tornou rotina no campo de batalha, com jamming se espalhando pela Europa Oriental e Estados Bálticos. CEO Sanket Deshpande: "Falsificar GPS pode ser desastroso."
Parceiros de integração atuais incluem fabricantes de aeronaves e avionics em defesa, e empresas internacionais trabalhando em posicionamento subterrâneo e submarino—domínios que GPS nunca alcançou. Dirac está posicionando o sensor para mapeamento do leito marinho; mais de 90% do leito marinho do mundo está mapeado, e cortes de cabos submarinos no Mar Vermelho, Mar Báltico e Estreito de Taiwan se tornaram vetores recorrentes de disrupção de infraestrutura. Deshpande recusou-se a nomear parceiros, citando marcos de demonstração de viabilidade que devem ser encerrados antes de um engajamento de cliente mais amplo.
O gargalo é a manufatura, não a física. Michael Nayak, o antigo gerente de programa da DARPA aconselhando Dirac, disse: "A coisa que é difícil sobre sensores de navegação quântica não é realmente a parte quântica dela. É mais a parte de manufatura. Sabemos qual é o potencial, mas na verdade ser capaz de reduzir o custo não é algo que você possa entregar até tê-lo feito, o problema clássico da linha de montagem." O programa RoQS da DARPA e o programa Transition of Quantum Sensing da Defense Innovation Unit estão ambos empurrando quantum PNT de protótipo para implantação operacional—ventos institucionais favoráveis que Dirac pode aproveitar, mas a lacuna de sensor-para-produção permanece a restrição vinculante.
A abordagem da Dirac—correspondência de mapa magnético no dispositivo com qubits NV-diamond, computação direcionada a FPGA, e manufatura de foundry CMOS—é o caminho de hardware mais limpo para posicionamento independente de GPS neste fator forma. A janela de produção de 1–2 anos é uma estimativa de conselheiro, não uma data de envio. Avalie-a como uma opção de segunda fonte ao lado da navegação inercial quântica, não um substituto direto. A fusão de sensores entre modalidades permanece o padrão seguro até que dados de confiabilidade de campo existam.