Radyo Frekans Spektrumunu Kapsayan Kuantum Sensörü Oluşturuluyor
Bir kuantum sensörü, askerlere 0 ila 100 GHz arasındaki tüm radyo frekansı spektrumu üzerindeki iletişim sinyallerini tespit etmeleri için bir yol verebilir.
Tek bir antenle bu tür geniş spektral kapsama alanı, geleneksel bir alıcı sistemle imkansızdır ve tek tek antenler, amplifikatörler ve diğer bileşenlerin birden fazla sistemini gerektirecektir.
ABD Ordusu Savaş Yetenekleri Geliştirme Komutanlığı’ndan bir bilim adamı olan David Meyer, 2018’de Ordu bilim adamları, iletişim sinyallerini tespit etmek için son derece heyecanlı, süper duyarlı atomlar (Rydberg atomları olarak bilinen) kullanan bir kuantum sensörü oluşturan ilk kişi oldu. Ordu Araştırma Laboratuvarı. Araştırmacılar, alıcının kanal kapasitesini veya veri iletim hızını temel ilkelere göre hesapladılar ve daha sonra bu deneyleri laboratuvarlarında deneysel olarak başardılar – büyüklük dereceleriyle diğer grupların sonuçlarını iyileştirdi.
Rydberg Atom Bazlı Sensörler
Meyer, “Bu yeni sensörler çok küçük ve neredeyse tespit edilemez olabilir ve Askerlere rahatsız edici bir avantaj sağlar.” Dedi. “Rydberg-atom bazlı sensörler, son zamanlarda bir iletişim alıcısı da dahil olmak üzere genel elektrik alan algılama uygulamaları için düşünülmüştür. Rydberg atomlarının geniş ölçüde hassas olduğu bilinmekle birlikte, tüm çalışma aralığındaki hassasiyetin nicel bir açıklaması hiç yapılmamıştır. “
Potansiyel uygulamaları değerlendirmek için ordu bilim adamları, Rydberg sensörünün 0 ila 1012 Hertz arasındaki çok çeşitli frekanslarda salınan elektrik alanlarına duyarlılığının bir analizini yaptılar. Sonuçlar, Rydberg sensörünün tüm spektrum üzerindeki sinyalleri güvenilir bir şekilde algılayabildiğini ve elektro-optik kristaller ve dipol antenle bağlanmış pasif elektronikler gibi diğer yerleşik elektrik alan sensörü teknolojileriyle kıyaslayabildiğini göstermektedir.
Meyer, “Kuantum mekaniği, sensör kalibrasyonunu ve nihai performansı çok yüksek derecede bilmemizi sağlar ve her sensör için aynıdır.” Dedi. “Bu sonuç, bu sistemin sahada nasıl kullanılabileceğini belirlemede önemli bir adımdır.”
Bu çalışma, yeni iletişim kavramlarını veya coğrafi konum belirleme için RF sinyallerinin tespitine yönelik yaklaşımları etkileyebileceğinden, ordunun yeni nesil bilgisayar ağlarındaki modernizasyon önceliklerini ve güvenli pozisyon, navigasyon ve zamanlamayı destekler.
Gelecekte, ordu bilim adamları daha da zayıf sinyalleri tespit etme ve daha karmaşık dalga formları için algılama protokollerini genişletme hassasiyetini geliştirmeye devam etmek için yöntemleri araştıracaklar.
