بالإعتماد على ميكانيكا الكم الأكثر تطورا !مستشعر كمومي قادر على تغطية الترددات الراديوية مجتمعة أصبح متاحا
 |
| إثارة لذرات على خلية بخار زجاجية عبر أشعة الليزر حقوق الصورة : الجيش الأمريكي |
قام علماء و باحثون يتبعون مخبر الأبحاث للجيش الأمريكي بإنشاء و تطوير مستشعر كمومي (Quantum Sensor) قادر على تغطية كامل طيف الترددات الراديوية (Radio Frequency Spectrum) في خطوة تعتبر مهمة بالنسبة للقدرات العسكرية للجيش حيث يمكن لهذا المستشعر أن يمنح الجنود طريقة لإكتشاف إشارات الإتصال عبر طيف الترددات الراديوية بأكمله أي من التردد 0 جيغا هرتز (GHz) إلى التردد 100 جيغا هرتز (GHz)
تكمن أهمية هذا المستشعر القائم على مبادئ ميكانيكا الكم في كونه قادر على جمع التغطية الطيفية الواسعة بواسطة هوائي واحد فقط و هو الأمر الذي يتعذر و يستحيل تحقيقه عبر نظام إستقبال تقليدي إذ سيتطلب ذلك أنظمة متعددة من الهوائيات الفردية إضافة إلى مكبرات صوت و مكونات و أجهزة إلكترونية أخرى ما لا يتناسب ما ضرورة و طبيعة الأجهزة العسكرية التي يفترض أن تكون عملية و سريعة و أقل حجما و ثقلا
من جهته قال "ديفيد ماير" (David Meyer) الباحث في قيادة تطوير قدرات الجيش الأمريكي القتالية أنه في عام 2018 كان علماء الجيش أول من أنشأ في العالم جهاز إستقبال كمومي يستخدم ذرات تمت إثارتها بشكل كبير و حساسة للغاية تعرف بإسم ذرات Rydberg من أجل إكتشاف إشارات الإتصالات و ذلك ضمن تجارب مختبر أبحاث الجيش الأمريكي
كما أضاف "ماير" أن الباحثين قاموا بحساب سعة قناة المتلقي أو معدل نقل البيانات بناءً على المبادئ العلمية الأساسية ثم حققوا هذا الأداء تجريبيًا في مختبرهم مما أدى إلى تحسين نتائج المجموعات الأخرى بترتيب الحجم
كما يمكن أيضا حسب تصريحاته أن تكون أجهزة الإستشعار الجديدة هذه صغيرة جدًا و لا يمكن إكتشافها فعليًا مما يمنح الجنود ميزة تخريبية
إقرأ أيضا في نفس الموضوع شركات و معاهد بحثية يابانية تطلق منظمة Quantum ICT لتعزيز تطوير التكنولوجيا الكمومية
إضافة إلى ذلك، لم يتم النظر في أجهزة الإستشعار التي تعتمد على Rydberg-atom إلا مؤخرًا في تطبيقات إستشعار المجال الكهربائي العامة بما في ذلك مستقبلات الإتصالات بينما من المعروف أن ذرات Rydberg حساسة على نطاق واسع فيما لم يتم أبدًا وصف كمي للحساسية على نطاق التشغيل بأكمله
لكنه و في المقابل و من أجل تقييم التطبيقات المحتملة، أجرى علماء الجيش تحليلاً لحساسية مستشعر Rydberg عبر التأرجح في المجالات الكهربائية عبر نطاق هائل من الترددات من 0 إلى 1012 هرتز (Hz) لتظهر النتائج أن مستشعر Rydberg يمكنه الكشف عن الإشارات عبر الطيف بأكمله بشكل موثوق و جيد إذا ما قورن مع تقنيات الإستشعار الميدانية الأخرى الراسخة مثل البلورات البصريات الكهربائية و الإلكترونيات السلبية المزدوجة المقترنة بهوائي ثنائي القطب
و في هذا الإطار، قال "ماير" :
"تسمح لنا ميكانيكا الكم بمعرفة معايير المستشعر و الأداء النهائي إلى درجة عالية جدًا و هو مطابق لكل مستشعر من أنظمة الإستشعار الأخرى و هو ما يمثل خطوة مهمة في تحديد كيفية إستخدام هذا النظام في الميدان،
كما يدعم هذا العمل أولويات تحديث الجيش في شبكات الكمبيوتر من الجيل الحديث و يضمن تحديد الموقع و التوقيت و تأمين الملاحة بحيث يمكن أن يؤثر على مفاهيم و أساليب إتصالات جديدة للكشف عن إشارات التردد اللاسلكي لتحديد الموقع الجغرافي
و على هذا الأساس، فإن علماء و باحثي الجيش سيبحثون في المستقبل في الأساليب و الطرق التي تمكنهم من مواصلة تحسين الحساسية للكشف عن الإشارات الأضعف و توسيع بروتوكولات الكشف لأشكال الموجة الأكثر تعقيدًا .
المصدر : موقع Phys.org
وسم : علوم
إقرأ أيضا :
مستقبل المعرفة©
Tags:
علوم