‍ 🔴پیشرفت حسگر کوانتومی می‌تواند تشخیص سیگنال میدان نبرد ارتش را متحول کند

🔹 پژوهشگران آزمایشگاه تحقیقاتی ارتش #ایالات_متحده وابسته به فرماندهی توسعه توانمندی‌های رزمی ارتش آمریکا، در مقاله‌ای که به‌تازگی در Physical Review Applied منتشر شده است، از یک دستاورد مهم در حوزه #حسگری_کوانتومی خبر داده‌اند.

❗این پژوهش که توسط گروهی به سرپرستی David Meyer انجام شده، برای نخستین بار یک حسگر کوانتومی مبتنی بر اتم‌های ریدبرگ را معرفی می‌کند که قادر است جهت سه‌بعدی کامل میدان‌های الکترومغناطیسی فرکانس رادیویی را اندازه‌گیری کند. این قابلیت می‌تواند مکان‌یابی منابع انتشار امواج و امنیت ارتباطات را به شکل قابل توجهی بهبود دهد.

🔸در حسگرهای متعارف، معمولاً تنها مؤلفه‌ای از میدان الکترومغناطیسی در یک جهت مشخص اندازه‌گیری می‌شود؛ اما سامانه جدید علاوه بر شدت میدان، قادر به تعیین قطبش سه‌بعدی و همچنین بردار انتشار موج است. به بیان دیگر، این حسگر نه تنها وجود سیگنال را تشخیص می‌دهد، بلکه می‌تواند مشخص کند سیگنال دقیقاً از کدام جهت وارد شده و در چه جهتی در حال انتشار است.

❗این نخستین بار است که چنین اندازه‌گیری کاملی توسط یک حسگر کوانتومی انجام می‌شود.

🔹هسته این سامانه از یک سلول بخار روبیدیوم تشکیل شده است. پژوهشگران با استفاده از لیزرها، اتم‌های روبیدیوم را به حالت‌های ریدبرگ منتقل می‌کنند. در این حالت، الکترون اتم در فاصله بسیار زیادی از هسته قرار می‌گیرد و اتم نسبت به میدان‌های الکتریکی خارجی فوق‌العاده حساس می‌شود.

🔸هنگامی که یک موج رادیویی از سلول عبور می‌کند، پاسخ کوانتومی اتم‌ها تغییر می‌کند و از روی این تغییرات می‌توان اطلاعات دقیقی درباره شدت، جهت و ویژگی‌های فضایی میدان استخراج کرد.

🔹 یکی از مهم‌ترین مزایای این فناوری نسبت به آنتن‌های معمولی آن است که ابعاد حسگر مستقل از طول موج سیگنال دریافتی است. در حالی که بسیاری از آنتن‌ها باید ابعادی هم‌مرتبه با طول موج داشته باشند و معمولاً تنها در بازه فرکانسی محدودی کار می‌کنند، این حسگر تنها چند سانتی‌متر اندازه دارد و به دلیل ویژگی‌های ذاتی اتم‌های ریدبرگ می‌تواند در گستره‌ای بسیار وسیع از فرکانس‌ها، از DC تا ناحیه تراهرتز عمل کند.

🔸افزون بر این، سامانه توانسته است جهت سیگنال‌های ورودی را با دقتی در حدود دو درجه تعیین کند که برای کاربردهای مکان‌یابی منابع انتشار سیگنال بسیار قابل توجه است.  این دستاورد ادامه پژوهش‌های پیشین این گروه بر روی #الکترومتر_ریدبرگ است.

🔹در سال ۲۰۲۴ پژوهشگران نشان داده بودند که این فناوری می‌تواند قطبش میدان‌های RF را اندازه‌گیری کرده و حتی اطلاعات رمزگذاری‌شده در قطبش امواج را بازیابی کند. همچنین آن‌ها روش‌هایی برای اصلاح خطاهای سیستماتیک ناشی از بازتاب‌های داخلی در سلول بخار ارائه کردند که زمینه را برای دستیابی به اندازه‌گیری‌های دقیق‌تر در نسخه جدید فراهم ساخت.

🔸به اعتقاد محققان، ترکیب پوشش فرکانسی بسیار گسترده، اندازه کوچک، توانایی اندازه‌گیری سه‌بعدی میدان و قابلیت تعیین جهت انتشار سیگنال، این حسگر را به یکی از امیدوارکننده‌ترین فناوری‌های کوانتومی برای سامانه‌های شناسایی و آگاهی الکترومغناطیسی آینده تبدیل می‌کند.

📎 لینک خبر

🟰🟰🟰🟰🟰🟰🟰🟰🟰🟰
🟢join: @QuantumTEQ
🌐Website
🔵LinkedIn

#اخبار #حالت_ریدبرگ