تعد التقنية الكمية للإستشعار تقنية حديثة تستخدم أنظمة الكم الطيفية على مستوى الذرة لقياس الحقول الكهرومغناطيسية والخصائص المختلفة مثل الدوران والتسارع والمسافة بدقة لا تصدق. تتيح هذه التقدم في الاستشعار إمكانية ثورة المجالات مثل تصوير الدماغ ومراقبة حركة المرور الجوي.
تنطوي إحدى التطورات المثيرة في مجال الاستشعار الكمي على استخدام العيوب المجهرية داخل الماس لإنشاء اليونا المركزية، والتي تعد كتلة البناء الأساسية للأجهزة الكمية. لقد حقق باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ومؤسسات أخرى تقدماً كبيراً في تحديد والتحكم في عدد أكبر من هذه العيوب، وهو ما يمكن أن يؤدي إلى إنشاء أنظمة كمية أكبر لأغراض الاستشعار الأكثر حساسية.
تركز تقنية التي طورها الباحثون على عيب محدد في الماس يسمى مركز نتروجين – فجوة (NV). يمكن للعلماء اكتشاف والتلاعب بهذا العيب باستخدام الضوء الليزري ونبضات الميكروويف. ومع ذلك، فإن هذا النهج الجديد يتجاوز مركز NV ويمتد التحكم أيضًا إلى دوائر مظلمة وغير مرئية تعرف باسم الدوائر المظلمة.
لتحقيق ذلك، ينشئ الباحثون شبكة من الدوائر المتصلة، بدءًا من مركز NV كقطب مركزي. يقومون بتوصيل مركز NV بدوامة مظلمة قريبة ثم يستخدمون هذه الدوامة المظلمة كمسبار لتحديد موقع والتحكم في دورة أكثر بعدًا لا يمكن اكتشافها بشكل مباشر من قبل مركز NV. يمكن تكرار هذه العملية لإنشاء سلاسل أطول من الدوائر المتحكمة.
من خلال الدخول إلى الأراضي غير المستكشفة وتحمل المخاطر، كشف الباحثون عن إمكانيات جديدة لليونا المفيدة. توسيع القدرة على التحكم في الدوائر المظلمة يوسع إمكانات السجلات الكمية، والتي تعتبر مجموعات من اليونات المركزية التي تعزز أداء أجهزة الاستشعار الكمية.
يستخدم الباحثون تقنية تسمى الانعكاس المتتابع للدوران (SEDOR) التي تستخدم نبضات الميكروويف لتناسق اليونة المركزية NV مع الدوائر المجاورة. ثم يقومون بنقل التأرجح من مركز NV إلى دورة الطبقة الأولى من خلال التفاعل المغناطيسي، مما يتيح لهم تحديد دورة الطبقة الثانية. من خلال تطبيق نبضات ميكروويف دقيقة، يتمكنون من التحكم ونقل التأرجح على طول سلسلة الدوائر.
لا يقتصر هذا الاختراق فقط على إمكانية بناء سجلات كمية أكبر بدوائر طبقات أعلى، بل يكشف أيضًا عن عيوب غير مكتشفة سابقًا. يضمن البروتوكول المطور بواسطة الباحثين لنبضات الميكروويف الدقيقة استقرار التجهيز التجريبي وتقليل الاضطرابات الناجمة عن العوامل الخارجية.
مع استمرار الاستكشاف في المجهول، تقدم هذه التطورات في الاستشعار الكمي والتحكم نحو استغلال الإمكانات الكاملة للتقنيات الكمية في مختلف التطبيقات. فإمكانية التلاعب بالدوائر المظلمة تفتح مجالات جديدة للاستشعار الكمي وتمهد الطريق لأجهزة كمية أكثر قوة.
الأسئلة المتكررة:
ما هو الاستشعار الكمي؟
الاستشعار الكمي هو تكنولوجيا حديثة تستخدم أنظمة الكم على مستوى الذرة لقياس الحقول الكهرومغناطيسية والخصائص مثل الدوران والتسارع والمسافة بدقة استثنائية. لديها القدرة على ثورة مجالات مثل تصوير الدماغ ومراقبة حركة المرور الجوي.
ما أهمية العيوب المجهرية في الماس؟
يمكن استخدام العيوب المجهرية داخل الماس، مثل مراكز النتروجين – فجوة (NV)، لإنشاء اليونات المركزية، وهي كتل البناء الأساسية للأجهزة الكمية. حقق الباحثون تقدما في تحديد والتحكم في هذه العيوب، مما يمكن أن يمكن إنشاء أنظمة كمية أكبر للمزيد من الاستشعار المتقدم.
ما هي الدوائر المظلمة؟
الدوائر المظلمة هي عيوب غير مرئية في الماس تختلف عن مراكز NV. طور الباحثون نهجًا جديدًا يتيح لهم التحكم والتلاعب بهذه الدوائر المظلمة. بإنشاء شبكة من الدوائر المتصلة، يمكنهم تحديد والتحكم في الدوائر البعيدة التي لا يمكن اكتشافها مباشرة بواسطة مركز NV.
ما هي التقنية التي يستخدمها الباحثون للتحكم في الدوائر؟
يستخدم الباحثون تقنية تسمى الانعكاس المتتابع للدوران (SEDOR) التي تستخدم نبضات الميكروويف للربط الانتقائي بين المركز NV والدوائر المجاورة. من خلال نقل التأرجح على طول سلسلة الدوائر عن طريق التفاعل المغناطيسي، يتمكنون من التحكم والتلاعب بالدوائر.
ما هي فوائد التحكم في الدوائر المظلمة؟
يوسع التحكم في الدوائر المظلمة إمكانات السجلات الكمية، والتي تعتبر مجموعات من اليونات المركزية التي تعزز أداء أجهزة الاستشعار الكمية. هذا الاختراق يمكن بناء سجلات كمية أكبر بدوائر طبقات أعلى، ويكشف أيضًا عن عيوب غير مكتشفة سابقًا، فتفتح مجالات جديدة للاستشعار الكمي.
تعريفات رئيسية:
– الاستشعار الكمي: تقنية تستخدم أنظمة الكم على مستوى الذرة لقياس الحقول الكهرومغناطيسية والخصائص بدقة عالية.
– اليونات المركزية: كتل البناء الأساسية للأجهزة الكمية.
– مركز NV: عيب محدد في الماس يسمى مركز نتروجين – فجوة.
– الدوائر المظلمة: عيوب غير مرئية في الماس تختلف عن مراكز NV.
– السجلات الكمية: مجموعات من اليونات المركزية تعزز أداء أجهزة الاستشعار الكمية.
– الانعكاس المتتابع للدوران (SEDOR): تقنية تستخدم نبضات الميكروويف للتحكم والتلاعب بالدوائر.
روابط ذات صلة المقترحة:
معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا
The source of the article is from the blog toumai.es