Een nieuwe kwantumsensor kan het volledige spectrum van radiofrequentie en real-world signalen analyseren, nieuwe mogelijkheden ontketenen voor communicatie met soldaten, spectrumbewustzijn en elektronische oorlogsvoering.

Legeronderzoekers bouwden de kwantumsensor, die het radiofrequentiespectrum kan bemonsteren - van nulfrequentie tot 20 GHz - en AM- en FM-radio kan detecteren, Bluetooth, Wi-Fi en andere communicatiesignalen.

De Rydberg-sensor gebruikt laserstralen om zeer opgewonden Rydberg-atomen direct boven een microgolfcircuit te creëren. om het deel van het spectrum dat wordt gemeten, te versterken en aan te scherpen. De Rydberg-atomen zijn gevoelig voor de spanning van het circuit, waardoor het apparaat kan worden gebruikt als een gevoelige sonde voor het brede scala aan signalen in het RF-spectrum.

"Alle eerdere demonstraties van Rydberg-atoomsensoren hebben alleen kleine en specifieke regio's van het RF-spectrum kunnen detecteren, maar onze sensor werkt nu voor het eerst continu over een breed frequentiebereik, " zei dr. Kevin Cox, een onderzoeker bij het US Army Combat Capabilities Development Command, nu bekend als DEVCOM, Leger onderzoekslaboratorium. "Dit is een heel belangrijke stap om te bewijzen dat kwantumsensoren een nieuwe, en dominant, reeks capaciteiten voor onze soldaten, die opereren in een steeds complexere elektromagnetische strijdruimte."

De Rydberg-spectrumanalyser heeft het potentieel om fundamentele beperkingen van traditionele elektronica in gevoeligheid te overtreffen, bandbreedte en frequentiebereik. Daarom, de Rydberg-spectrumanalysator van het lab en andere kwantumsensoren hebben het potentieel om een ​​nieuwe grens van legersensoren te ontsluiten voor spectrumbewustzijn, elektronische oorlogsvoering, detectie en communicatie - onderdeel van de moderniseringsstrategie van het leger.

"Apparaten die zijn gebaseerd op kwantumbestanddelen zijn een van de topprioriteiten van het leger om technische verrassing mogelijk te maken in de competitieve toekomstige strijdruimte, " zei legeronderzoeker Dr. David Meyer. "Quantumsensoren in het algemeen, inclusief degene die hier wordt getoond, bieden ongeëvenaarde gevoeligheid en nauwkeurigheid om een ​​breed scala aan missiekritieke signalen te detecteren."

Het peer-reviewed tijdschrift Fysieke beoordeling toegepast de bevindingen van de onderzoekers gepubliceerd, Waveguide-gekoppelde Rydberg-spectrumanalyser van 0 tot 20 GigaHerz, co-auteur van legeronderzoekers Drs. David Meijer, Paul Kunz, en Kevin Cox

De onderzoekers plannen aanvullende ontwikkeling om de signaalgevoeligheid van de Rydberg-spectrumanalysator te verbeteren, gericht op het overtreffen van bestaande state-of-the-art technologie.

"Er zijn nog steeds aanzienlijke inspanningen op het gebied van fysica en engineering nodig voordat de Rydberg-analysator kan worden geïntegreerd in een in de praktijk te testen apparaat, Cox zei. "Een van de eerste stappen zal zijn om te begrijpen hoe de prestaties van het apparaat kunnen worden behouden en verbeterd naarmate de sensor kleiner wordt. Het leger is uitgegroeid tot een toonaangevende ontwikkelaar van Rydberg-sensoren, en we verwachten dat er meer geavanceerd onderzoek zal resulteren, aangezien dit futuristische technologieconcept snel realiteit wordt."