Adiós al GPS: Investigadores crean un sistema de navegación cuántico 50 veces más preciso y sin satélites

El uso del GPS se ha vuelto parte del día a día en múltiples aplicaciones, desde la navegación en coches hasta la gestión de operaciones militares. Sin embargo, su fiabilidad está condicionada por la disponibilidad de señal, lo que limita su eficacia en ciertos entornos. Lo que le pondría fin a este problema ahora está en manos de investigadores: un sistema de navegación cuántico.

Y es que claro, muchas zonas presentan desafíos específicos: túneles, áreas montañosas, condiciones de interferencia electromagnética o simplemente la ausencia de cobertura. Esta dependencia generó históricamente una vulnerabilidad significativa, hasta ahora.

¿Cómo crearon un sistema de navegación cuántico 50 veces más preciso y sin satélites?

Adiós a los problemas de conexión, adiós al preocuparse por si estamos siendo incorrectamente guiados por el GPS. Ahora, un sistema de navegación cuántico desarrollado por la empresa australiana Q-CTRL, llamado MagNav, propone un enfoque distinto: utilizar las anomalías del campo magnético terrestre como referencia para ubicar objetos o vehículos.

Para comprender un poco mejor, esta tecnología emplea magnetómetros cuánticos de alta sensibilidad para detectar variaciones en el campo magnético. Luego, compara esas lecturas con mapas previamente elaborados para deducir la posición.

Y todo, se basa en un principio físico: el campo magnético terrestre no es homogéneo, sino que presenta pequeñas fluctuaciones según la composición geológica local.

Este planteamiento no es nuevo, pero hasta ahora los intentos previos se habían visto limitados por problemas técnicos: sensores poco fiables, algoritmos ineficaces o interferencias generadas por el propio vehículo.

MagNav resuelve estos obstáculos con sensores basados en átomos de rubidio que detectan con precisión niveles mínimos de campo magnético, gracias a la precesión del espín atómico. Estos sensores, ligeros y compactos, permiten instalar el sistema en diferentes plataformas sin modificar su estructura.

¿Cómo funciona el sistema de MagNav y qué lo diferencia de los GPS actuales?

Una de las características más destacadas del sistema de navegación cuántico es que no necesita emitir señal alguna. Esto significa que es un sistema pasivo, lo que reduce su exposición a interferencias externas o detección por parte de terceros.

Además, MagNav incorpora algoritmos que no requieren calibración previa. Aprende en tiempo real cómo el vehículo distorsiona el campo magnético, permitiendo así una navegación continua incluso con cambios de carga, rumbo o latitud.

A continuación, se presentan algunas ventajas operativas que podría tener esta nueva tecnología:

• Capacidad de aprendizaje sin maniobras específicas.
• Adaptación a condiciones cambiantes de entorno o configuración.
• Robustez frente a variaciones geográficas complejas, como las zonas polares.

Según los datos presentados por Q-CTRL, esta solución combinada permite iniciar una misión en «modo frío», sin datos previos, o mejorar la eficiencia en «modo caliente», si se reutilizan parámetros de sesiones anteriores.

¿Cómo saben si este sistema de navegación cuántico realmente funcionan?

Las pruebas de campo realizadas por Q-CTRL incluyeron vuelos de más de 6.700 kilómetros a altitudes de hasta 19.000 pies y ensayos sobre carreteras asfaltadas y de grava en Australia.

Estos fueron algunos datos que se extrajeron del estudio:

• Error máximo de posicionamiento: 22 metros, equivalente al 0,006% del recorrido.
• Precisión hasta 46 veces superior a la de un sistema inercial asistido por velocidad.
• Incluso en condiciones adversas (interferencias, sensores internos), el sistema mantuvo una mejora de entre 11 y 38 veces.
• En tierra, con vehículos no modificados ni aislados del ruido electromagnético, MagNav superó en 7 veces la precisión del sistema inercial.

No obstante, y pese a los buenos resultados, el sistema de navegación cuántico tiene ciertas limitaciones:

• Requiere mapas magnéticos detallados para funcionar con precisión, los cuales no están disponibles en todas las regiones del planeta, especialmente en áreas oceánicas.
• En zonas con baja variación magnética, el sistema necesita más tiempo para identificar con exactitud la ubicación.
• El clima espacial, como las tormentas solares, puede alterar el campo magnético temporalmente, afectando las lecturas.

Aun así, los algoritmos desarrollados detectan estos eventos y ajustan los cálculos en consecuencia.

Los desarrolladores ven posible combinar MagNav con otras tecnologías (visuales, inerciales o basadas en radar) para generar soluciones más completas. El objetivo es lograr una navegación confiable en entornos donde el GPS no sea una opción viable.