Инновационный квантовый датчик, созданный в Армейской исследовательской лаборатории Командования по развитию боевых возможностей армии США (CCDC), мало просто назвать широкополосным, ведь он позволит солдатам обнаруживать коммуникационные сигналы во всем радиочастотном спектре – от 0 до 100 ГГц.

Эту функциональность, недостижимую для традиционных радиоприёмников, удалось реализовать благодаря созданному армейскими учёными два года назад квантового устройства, использующего для детектирования радиосигналов особочувствительные атомы, находящиеся в сверхвозбуждённом, так называемом, ридберговском, состоянии.

Датчики на основе атомов Ридберга лишь совсем недавно стали рассматриваться в качестве потенциального сенсора электрических полей и, в частности, приёмника радиокоммуникационных сигналов. Хотя давно известно, что ридберговские атомы характеризуются широкой чувствительностью, количественного определения этой чувствительности для всего операционного диапазона до сих пор не было проделано.

Для оценки круга потенциальных приложений армейские ученые первыми провели анализ чувствительности датчика Ридберга к колебательным электрическим полям в огромном диапазоне частот – от 0 до 1012 Гц. Результаты, опубликованные в Journal of Physics B, показывают, что такой датчик может надежно обнаруживать сигналы по всему спектру и выгодно отличается этим от традиционных сенсоров электрического поля, таких как электрооптические кристаллы и пассивные дипольные антенны.

Основываясь на фундаментальных принципах, авторы рассчитали пропускную способность канала приемника или скорость передачи данных, а затем экспериментально реализовали эту производительность в лабораторных условиях, улучшив достижения других исследователей на порядки величины.

«Новые сенсоры, которые могут быть очень малы и практически необнаружимы, обеспечат солдатам решающее преимущество», – считает сотрудник Армейской лаборатории CCDC Дэвид Мейер (David Meyer).

«Квантовая механика позволяет нам очень точно знать калибровку датчика и предельную производительность, которые одинаковы для каждого датчика, – заявил он. – Этот результат важен для понимания того, как эту систему можно будет использовать в полевых условиях».

В дальнейшем участники исследовательского проекта собираются продолжить улучшение чувствительности квантового сенсора и расширить протоколы детектирования на более сложные волновые формы. Их работа в перспективе может повлиять на новые концепции связи или на подходы к обнаружению радиочастотных сигналов для определения местоположения.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI