Dirac Labs a levé 1,8 million de dollars lors d’un tour de pré-amorçage afin de faire progresser un système de navigation quantique conçu pour fonctionner là où le positionnement GNSS conventionnel devient indisponible, notamment sous l’eau, sous terre et dans d’autres environnements privés de GPS.
La startup basée à Madison, dans le Wisconsin, prévoit d’utiliser ces fonds pour construire des prototypes de ses capteurs quantiques à base de diamant et faire passer la technologie à la phase d’essais sur le terrain. Le tour de financement a réuni TitletownTech, Automotive Ventures, Riceberg Ventures, quantumEDGE Ventures, Jude Gomila et Balaji Srinivasan.
L’idée sous-jacente est ambitieuse, mais de plus en plus pertinente. Au lieu de dépendre de signaux satellitaires, Dirac Labs entend déterminer la position en mesurant les variations du champ magnétique terrestre à l’aide de magnétomètres quantiques très sensibles.
Si l’entreprise parvient à rendre ces capteurs suffisamment compacts, stables et peu coûteux, la technologie pourrait fournir une couche de positionnement supplémentaire pour les sous-marins, les équipements miniers, les véhicules autonomes, les aéronefs, les drones et les plateformes de défense opérant au-delà d’une couverture GNSS fiable.
Navigation quantique sans GPS
Le GNSS est devenu l’infrastructure de positionnement de référence pour les transports modernes et les systèmes autonomes, mais sa limitation fondamentale n’a jamais disparu : les signaux radio émis par les satellites doivent pouvoir atteindre le récepteur.
Cela rend le GNSS conventionnel inefficace sous l’eau et à grande profondeur sous terre, tandis que les structures urbaines, le relief, les interférences et le brouillage intentionnel peuvent également dégrader le positionnement dans d’autres environnements.
Dirac Labs s’attaque à ce problème à l’aide de capteurs quantiques basés sur le diamant.
La plateforme de l’entreprise mesure des caractéristiques subtiles du champ magnétique terrestre et combine ces mesures avec un traitement du signal fondé sur l’intelligence artificielle et la fusion de capteurs. Plutôt que de considérer les mesures magnétiques comme une simple boussole autonome, l’objectif est d’extraire suffisamment d’informations spatiales du champ pour aider à déterminer la position d’une plateforme.
Les recherches menées à l’University of Wisconsin-Madison sur les capteurs quantiques comprennent déjà des systèmes à l’état solide basés sur le diamant, capables de détecter des variations extrêmement faibles des champs magnétiques et d’autres grandeurs physiques. L’université considère la détection quantique appliquée à la navigation et au guidage inertiel comme l’un des principaux axes de recherche du Wisconsin Quantum Institute.
Cette base scientifique est importante, car la difficulté ne consiste pas simplement à démontrer que la magnétométrie quantique fonctionne. Le véritable défi est de la rendre fiable en dehors des conditions contrôlées d’un laboratoire.
Des capteurs en diamant à grande échelle
L’affirmation la plus importante de Dirac Labs concerne peut-être moins la sensibilité quantique que la fabrication.
L’entreprise indique que ses capteurs sont conçus autour de procédés de production compatibles avec l’industrie des semi-conducteurs, avec pour objectif d’utiliser les infrastructures de fonderie existantes plutôt que de dépendre d’une fabrication hautement spécialisée et à faible volume.
Cette approche répond directement à l’un des principaux obstacles auxquels se heurte la détection quantique.
Des instruments quantiques extrêmement sensibles existent déjà, mais beaucoup restent trop volumineux, trop coûteux ou trop sensibles à leur environnement pour être largement intégrés à des équipements commerciaux.
Le diamant constitue une plateforme à l’état solide particulièrement intéressante, car certains défauts artificiellement introduits dans sa structure cristalline peuvent agir comme éléments de détection quantique. Des équipes de recherche de l’UW-Madison étudient déjà des défauts de spin optiquement actifs dans le diamant pour des applications de mesure de haute précision.
Une chaîne d’approvisionnement plus large se développe également dans le Midwest américain autour des matériaux diamantés de qualité quantique et du traitement des semi-conducteurs. Des chercheurs de l’University of Chicago ont récemment mis en avant des entreprises de l’Illinois, du Wisconsin et de l’Indiana travaillant sur la croissance du diamant, la préparation des wafers, l’intégration de couches minces et les applications de capteurs quantiques, dont Dirac Labs.
Cet écosystème industriel pourrait devenir aussi important que la physique sous-jacente si les capteurs quantiques doivent un jour passer du statut d’instruments de laboratoire à celui de composants pour véhicules.
Architecture de navigation plug-in
Dirac Labs adopte également une approche pragmatique de l’intégration.
Plutôt que d’exiger des constructeurs qu’ils repensent entièrement leur architecture de navigation, l’entreprise souhaite que son système de positionnement puisse s’interfacer avec les entrées GPS existantes sur les aéronefs, les sous-marins et d’autres plateformes.
Ce concept pourrait considérablement réduire les obstacles à l’adoption.
Les équipements de défense et industriels restent souvent en service pendant plusieurs décennies. Une technologie de navigation pouvant être ajoutée en retrofit ou utilisée comme source de positionnement complémentaire dispose d’un accès beaucoup plus simple aux flottes existantes qu’une solution nécessitant une architecture entièrement nouvelle.
Cela reflète également l’évolution actuelle des technologies de positionnement.
Les futurs systèmes de navigation résiliente dépendront probablement de plusieurs capteurs plutôt que d’une seule source. GNSS, unités de mesure inertielle, vision, lidar, radar, bases de données du terrain et détection magnétique peuvent tous fournir des informations en fonction de l’environnement opérationnel.
La magnétométrie quantique pourrait devenir une nouvelle entrée au sein de cette architecture plus large de fusion de capteurs.
Défense et marchés souterrains
Les opportunités commerciales les plus immédiates devraient se trouver dans des environnements où la perte de positionnement entraîne déjà des coûts importants.
La navigation sous-marine en est un exemple évident.
Les sous-marins, les véhicules sous-marins autonomes et les systèmes téléopérés ne peuvent pas utiliser le GNSS de manière continue lorsqu’ils sont immergés et dépendent donc fortement de la navigation inertielle, des systèmes acoustiques et de mises à jour périodiques de position.
Le secteur minier représente un autre marché potentiellement attractif. Les équipements autonomes opérant à grande profondeur sous terre sont confrontés à des contraintes similaires, tandis qu’un positionnement précis devient de plus en plus important à mesure que les mines adoptent l’automatisation et les machines téléopérées.
Les applications de défense constituent une deuxième catégorie de demande. Même en surface, les plateformes militaires doivent de plus en plus partir du principe que les signaux GNSS peuvent être brouillés, leurrés ou indisponibles.
Dirac Labs a déjà indiqué développer des technologies de positionnement pour les véhicules autonomes, les aéronefs sans pilote, le transport maritime, la robotique et le suivi d’actifs sur les marchés commerciaux comme militaires. L’entreprise a rejoint le Chicago Quantum Exchange en tant que partenaire corporate en mars 2025.
Les essais terrain seront décisifs
La levée de 1,8 million de dollars est importante pour une startup quantique en phase initiale, mais elle ne signifie pas que le positionnement universel a déjà été résolu.
La prochaine étape sera beaucoup plus révélatrice.
La navigation magnétique dépend non seulement de la sensibilité du capteur, mais aussi de sa capacité à distinguer des signatures géographiques utiles des perturbations magnétiques locales générées par les véhicules, les infrastructures, les systèmes électriques et les variations des conditions environnementales.
Un capteur peut afficher une sensibilité exceptionnelle en laboratoire tout en rencontrant des difficultés majeures lorsqu’il est installé dans un véhicule soumis à des vibrations et entouré de moteurs, de structures en acier et de courants électriques.
C’est pourquoi les essais terrain prévus par Dirac Labs sont plus importants qu’une nouvelle amélioration de la sensibilité obtenue en laboratoire.
La question d’ingénierie centrale est de savoir si l’entreprise pourra préserver les performances de positionnement une fois le capteur sorti du laboratoire.
Pourquoi cette approche compte
L’aspect le plus intéressant de la stratégie de Dirac Labs est sa volonté de traiter la navigation quantique comme un composant pouvant être fabriqué à grande échelle, plutôt que comme un instrument exotique.
De nombreux projets de détection quantique commencent par obtenir des performances de mesure exceptionnelles, puis se heurtent seulement ensuite aux contraintes de taille, de coût et de production.
Dirac Labs semble aborder le problème dans le sens inverse, en combinant la physique quantique avec une fabrication de type semi-conducteur et une stratégie d’intégration compatible avec les véhicules.
Cela ne garantit pas que la navigation magnétique deviendra un substitut universel au GPS. Ce sera probablement pas le cas.
Une issue plus réaliste, et potentiellement plus intéressante, serait que la magnétométrie quantique devienne l’un des composants de systèmes de navigation résilients multisensoriels.
Le GNSS fonctionne extrêmement bien lorsque les signaux satellitaires sont disponibles. Le remplacer simplement pour le remplacer aurait peu de sens.
L’opportunité consiste à maintenir un positionnement fiable lorsque le GNSS disparaît.
Si Dirac Labs parvient à produire des magnétomètres quantiques suffisamment petits, abordables et stables pour être déployés à grande échelle, cette technologie pourrait étendre le positionnement de précision à des environnements opérationnels que la navigation satellitaire ne peut fondamentalement pas desservir.
Cela aurait bien plus d’importance que de développer un nouveau récepteur GNSS offrant simplement une précision légèrement supérieure.
À propos de Dirac Labs
Dirac Labs est une startup privée spécialisée dans la navigation quantique, basée à Madison, dans le Wisconsin. L’entreprise a été fondée en 2023 et indique actuellement compter entre 2 et 10 employés.
Elle a été cofondée par Sanket Deshpande et Aishwarya Das à la suite de travaux de recherche liés à l’University of Wisconsin-Madison. Selon le profil de l’équipe de l’entreprise, Deshpande dispose d’environ six années d’expérience dans la détection quantique et de deux brevets dans le domaine des technologies quantiques.
Dirac Labs est devenue partenaire corporate du Chicago Quantum Exchange en 2025 et a travaillé sur la magnétométrie quantique ainsi que sur des jeux de données de haute précision relatifs aux champs magnétiques.
Avant cette dernière levée de fonds privée, l’entreprise avait également obtenu des financements publics et non dilutifs. En 2025, elle a été sélectionnée pour le Great Lakes Innovation Accelerator et a reçu 100 000 dollars de financement non dilutif pour des travaux portant sur la navigation dans des eaux privées de GPS et la surveillance d’infrastructures sous-marines.
La nouvelle levée pré-amorçage de 1,8 million de dollars servira principalement au prototypage des capteurs et aux essais sur le terrain, alors que l’entreprise cherche à rapprocher sa plateforme de navigation quantique d’applications commerciales et militaires.
