Новый квантовый датчик позволит ловить сигналы связи по всему спектру радиочастот

Ученые создают квантовый датчик, который охватывает весь радиочастотный спектр, сообщает phys.org.

Такой широкий спектральный охват одной антенной невозможен при использовании традиционной приемной системы и потребует наличия нескольких систем отдельных антенн, усилителей и других компонентов.

Новый квантовый датчик может дать возможность обнаруживать сигналы связи по всему спектру радиочастот, от 0 до 100 ГГц, считают исследователи из армии США.

В 2018 году военные ученые первыми в мире создали квантовый приемник, который использует сильно возбужденные сверхчувствительные атомы-известные как атомы Ридберга—для обнаружения сигналов связи, сказал Дэвид Мейер, ученый из армейской исследовательской лаборатории командования по развитию боевых возможностей армии США.

"Эти новые датчики могут быть очень маленькими и практически незаметными, что дает солдатам неимоверное преимущество", - сказал Мейер. "Датчики на основе атома Ридберга только недавно были рассмотрены для применения, в том числе в качестве приемника связи. Хотя известно, что атомы Ридберга обладают широкой чувствительностью, количественное описание чувствительности во всем рабочем диапазоне никогда не проводилось".

Для оценки возможностей применения армейские ученые провели анализ чувствительности датчика Ридберга к колебательным электрическим полям в огромном диапазоне частот—от 0 до 1012 Герц. Результаты показывают, что датчик Ридберга может надежно обнаруживать сигналы по всему спектру и выгодно сравнивать их с другими известными технологиями датчиков электрического поля, такими как электрооптические кристаллы и пассивная электроника с дипольной антенной.

"Квантовая механика позволяет нам знать калибровку датчика и конечную производительность в очень высокой степени, и она идентична для каждого датчика", - сказал Мейер. "Этот результат является важным шагом в определении того, как эта система может быть использована в полевых условиях».

Эта работа поддерживает приоритеты модернизации армии в области компьютерных сетей нового поколения и гарантированного позиционирования, навигации и синхронизации, поскольку она потенциально может повлиять на новые концепции связи или подходы к обнаружению радиосигналов для геолокации.