- إنضم
- 11/12/18
- المشاركات
- 24,703
- التفاعلات
- 58,535
قال باحثون في الجيش الأمريكي إن جهاز استشعار كمي يمكن أن يمنح الجنود طريقة لاكتشاف إشارات الاتصال عبر طيف الترددات الراديوية بأكمله ، من 0 إلى 100 جيجا هرتز.
هذه التغطية الطيفية الواسعة بهوائي واحد مستحيلة مع نظام استقبال تقليدي ، وستتطلب أنظمة هوائيات فردية متعددة ومضخمات ومكونات أخرى.
قال ديفيد ماير ، عالِم في قدرات الجيش الأمريكي القتالية ، أنه في عام 2018 ، كان علماء الجيش أول من أنشأ في العالم جهاز استقبال كمومي يستخدم ذرات شديدة الحساسية والحساسة للغاية - تعرف باسم ذرات ريدبرغ - لاكتشاف إشارات الاتصالات. مختبر أبحاث الجيش التابع لقيادة التطوير. قال ماير إن الباحثين قاموا بحساب سعة قناة جهاز الاستقبال ، أو معدل إرسال البيانات ، بناءً على المبادئ الأساسية ، ثم حققوا هذا الأداء تجريبيًا في مختبرهم - مما أدى إلى تحسين نتائج المجموعات الأخرى بترتيب ضخم.
قال ماير: "يمكن لهذه المجسات الجديدة أن تكون صغيرة جدًا ولا يمكن اكتشافها فعليًا ، مما يمنح الجنود ميزة كبيرة". "لم يتم النظر في أجهزة الاستشعار القائمة على Rydberg-atom إلا مؤخرًا في تطبيقات الاستشعار العامة للمجال الكهربائي ، بما في ذلك كمستقبل اتصالات. في حين أن ذرات Rydberg معروفة بحساسيتها على نطاق واسع ، إلا أن الوصف الكمي للحساسية على المدى التشغيلي بأكمله لم يتم أبدًا.
لتقييم التطبيقات المحتملة ، أجرى علماء الجيش تحليلاً لحساسية مستشعر Rydberg تجاه تذبذب المجالات الكهربائية عبر مجموعة هائلة من الترددات - من 0 إلى 10 ^ 12 هرتز. تشير النتائج إلى أن مستشعر Rydberg يمكنه اكتشاف الإشارات على نطاق كامل بشكل موثوق ومقارنته بشكل إيجابي مع تقنيات استشعار المجال الكهربائي الأخرى الراسخة ، مثل بلورات بصرية كهربائية وإلكترونيات سلبية ثنائية القطب تقترن الهوائي.
قال ماير: "تسمح لنا ميكانيكا الكم بمعرفة معايرة المستشعر والأداء النهائي إلى درجة عالية جدًا ، وهو مطابق لكل مستشعر". "هذه النتيجة هي خطوة مهمة في تحديد كيفية استخدام هذا النظام في الميدان". يدعم هذا العمل أولويات تحديث الجيش في شبكات الكمبيوتر من الجيل التالي ويضمن الموقع والملاحة والتوقيت ، حيث يمكن أن يؤثر على مفاهيم الاتصالات الجديدة أو نهج للكشف عن إشارات RF لتحديد الموقع الجغرافي.
في المستقبل ، سيبحث علماء الجيش في الأساليب لمواصلة تحسين الحساسية للكشف عن الإشارات الأضعف وتوسيع بروتوكولات الكشف لأشكال الموجة الأكثر تعقيدًا.
نشرت مجلة الفيزياء B بحثًا بعنوان "تقييم ذرات Rydberg لاستشعار المجال الكهربائي عريض النطاق" في عددها الخاص حول تفاعل ذرات Rydberg. وقد قاد هذا البحث علماء الجيش ديفيد هـ. ماير وكيفن سي كوكس وبول د. كونز ، بالإضافة إلى زكاري أ. كاستيلو من جامعة ماريلاند. تم دعم هذا العمل من قبل وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة.
مصدر الخبر :arrow2:
https://www.army.mil/article/233809/army_scientists_create_innovative_quantum_sensor