 |
قام علماء وباحثون يتبعون مخبر الأبحاث للجيش الأمريكي بإنشاء وتطوير 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 وهو الأمر الذي يتعذر ويستحيل تحقيقه عبر نظام إستقبال تقليدي إذ سيتطلب ذلك أنظمة متعددة من الهوائيات الفردية إضافة إلى مكبرات صوت ومكونات وأجهزة إلكترونية أخرى ما لا يتناسب ما ضرورة وطبيعة الأجهزة العسكرية التي يفترض أن تكون عملية وسريعة وأقل حجما وثقلا.
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 وحساسة للغاية تعرف بإسم ذرات Rydberg من أجل إكتشاف إشارات الإتصالات وذلك 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 ولا يمكن إكتشافها فعليًا مما يمنح الجنود ميزة تخريبية.
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 وفي المقابل ومن 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 وجيد إذا ما قورن مع تقنيات الإستشعار الميدانية الأخرى الراسخة مثل البلورات البصريات الكهربائية والإلكترونيات السلبية المزدوجة المقترنة بهوائي ثنائي القطب.
وفي هذا الإطار، قال "ماير": "تسمح لنا ميكانيكا الكم بمعرفة معايير المستشعر والأداء النهائي إلى درجة عالية جدًا وهو مطابق لكل مستشعر من أنظمة الإستشعار الأخرى وهو 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 ويضمن تحديد الموقع والتوقيت وتأمين الملاحة بحيث يمكن أن يؤثر على مفاهيم وأساليب إتصالات جديدة للكشف عن إشارات التردد اللاسلكي لتحديد الموقع الجغرافي.
وعلى هذا الأساس، فإن علماء وباحثي الجيش سيبحثون في المستقبل في الأساليب والطرق التي تمكنهم من مواصلة تحسين الحساسية للكشف عن الإشارات الأضعف وتوسيع بروتوكولات الكشف لأشكال الموجة الأكثر تعقيدًا.