Atamyada Rydberg waxay ogaadaan calaamadaha cad ee raadiyaha gacanta lagu hayo

Qabayaasha Quantum waxay hadda soo qaadeen calaamada Socod-Talkie - taasina wax walba way bedeshaa

Muddo tobanaan sano ah, isgaarsiinta raadiyaha ayaa ku tiirsaneyd tignoolajiyada aasaasiga ah ee la midka ah: anteenooyinka birta ah oo u beddelaya hirarka korantada ee calaamadaha korantada. Way shaqeysaa, laakiin waxay la timaaddaa xaddidaad jireed oo adag - caqabadaha cabbirka, xaddidaadaha soo noqnoqda, iyo u nuglaanshaha faragelinta. Hadda, cilmi-baarayaashu waxay soo bandhigeen wax dib u qori kara xeerarka gebi ahaanba. Isticmaalka atamka Rydberg - atomyada elektarooniga ah oo ku faraxsan dawladaha tamarta aadka u sarreeya - saynisyahannadu waxay si guul leh u heleen calaamado cad, oo la fahmi karo oo laga soo gudbiyo raadiyaha gacanta ee caadiga ah. Kani maaha horumar shaybaadhka ah. Waa caddaynta fikradda ah in fiisigiska quantumku uu ku beddeli karo tignoolajiyada anteenada qarniga jirtey shay asal ahaan ka sarreeya, saameyntuna waxay ka soo bilaabmaysaa isgaadhsiinta difaaca ilaa sida ganacsiyada maalinlaha ahi u maamulaan hawlahooda iyo isku xidhkooda.

Waa maxay Atomyada Rydberg iyo Maxay tahay inaad Daryeelato?

Atomka Rydberg waa atamka kaas oo mid ama in ka badan oo elektaroonik ah ay ku farxeen tiro aad u sareysa oo ah tirada guud - mararka qaarkood waxay gaadhaan 50, 100, ama ka badan. Heerarkaan, electron-ku wuxuu ku wareegaa masaafo aad u fog xudunta marka loo eego xaaladeeda dhulka, taasoo ka dhigaysa atamka mid xasaasi u ah goobaha korontada ee dibadda. Hal atamka Rydberg wuxuu noqon karaa 10,000 jeer ka weyn atom-ka gobolka-hoose ee caadiga ah, iyo dareenkiisa miisaanka shucaaca korantada si aad ah oo baaxaddaas leh.

Dareenkaani waa waxa ka dhigaya atamka Rydberg mid soo jiidasho leh sida kuwa qaata raadiyaha. Anteenooyinka dhaqameedku waa inay jir ahaan cabbiraan si ay u dhigmaan hirarka dhererka ay ogaadaan - xannibaad aasaasi ah oo xaddidaysa yaraynta iyo soo dhawaynta ballaadhan. Atamyada Rydberg ayaa tan gabi ahaanba dhinac maray. Unug uumiga ka yar sanduuqa taranka, oo ay ka buuxaan cesium ama atamka rubidium oo ay ku faraxsan yihiin lasers sax ah, ayaa ogaan kara calaamadaha inta jeer ee u dhexeeya kilohertz ilaa terahertz. Mudaaharaadkii dhawaa, cilmi-baarayaashu waxay hagaajiyeen qaataha Rydberg si ay uga soo qaataan calaamada VHF-band raadiyaha gacanta lagu hayo ee ka shaqeeya agagaarka 150 MHz - inta jeer ee ay adeegsadaan jawaabayaasha koowaad, duulista, iyo nidaamyada raadiyaha ganacsi ee aan la tirin karin ee adduunka oo dhan.

Calaamadaha looma ogaanin sida xog cayriin ah. Waa la dhimay oo loo soo saaray sidii cod cad, taas oo caddaynaysa in aqbalayaasha Rydberg ku salaysan ay u shaqayn karaan sidii qalab isgaarsiineed oo wax ku ool ah, ma aha oo kaliya xiisaha shaybaadhka qalaad.

Waa maxay sababta horumarkani uga muhiimsan yahay muujinta Dareemida Quantum-ka hore

Dareenka Quantum waxa uu hore u soo saaray cinwaano cajiib ah, laakiin mudaaharaadyo badan ayaa ka jiray deegaan si adag loo xakameeyay oo leh xaalado ku habboon. Waxa natiijadan ka soocaya waa ku-dhaqankeeda dhabta ah. Raadiyaha gacantu waxa uu ku saabsan yahay gudbiyaha caadiga ah sida aad ka heli karto - batari ku shaqeeya, is haysta, oo ku shaqeeya heerarka awoodda ganacsi ee caadiga ah inta u dhaxaysa 1 iyo 5 watts. Xaqiiqda ah in atamka Rydberg uu ka soo saari karo calaamad la isticmaali karo aaladda caadiga ah ee noocan oo kale ah waxay muujineysaa in tignoolajiyada ay ka gudubto caddaynta-mabda'a una jahayso suurtagalnimada injineernimada dhabta ah.

Nidaamyada anteenada dhaqameedku waxay la ildaran yihiin xaddidaadyo badan oo caan ah oo qaata Rydberg ay ka gudbi karaan:

• isku xidhka cabbirka-soo noqnoqoshada:Anteenooyinka caadiga ahi waa inay ahaadaan qayb weyn oo ka mid ah hirarka dhererka la beegsanayo, taasoo ka dhigaysa soo-dhawaynta soo noqnoqda ee u baahan qaab dhismeedyo waaweyn. Qaadayaasha Rydberg waxay kala furfuraan ogaanshaha cabbirka jirka oo dhan.
• Caqabadaha bandwidth:Anteenooyinka intooda badan waxay ku dheggan yihiin xadhkaha soo noqnoqda ee cidhiidhiga ah. Atamyada Rydberg waxaa lagu hagaajin karaa spectrum aad u weyn iyadoo la hagaajinayo inta jeer ee leysarka, taasoo awood u siineysa soo dhaweynta ballaaran ee software ku qeexan.
• Faragelinta korantada:Anteenooyinka birta ayaa qaylada ka soo qaada qalabka elektiroonigga ah iyo dhismayaasha u dhow. Qaadayaasha Rydberg waxay adeegsadaan akhrinta indhaha, taasoo ka dhigaysa inay si dabiici ah uga difaacaan noocyo badan oo faragelin koronto ah.
• Dhaqdhaqaaqa calibration: Qaatayaasha caadiga ah waxay u baahan yihiin qiyaasid xilliyeed oo lid ku ah heerarka tixraaca. Atomyada Rydberg waxay bixiyaan cabbirada is-xakamaynta ee laga heli karo joogtooyinka atomiga ee aasaasiga ah, iyagoo bixinaya saxnaanta cabbirka ka hooseeya 1% iyada oo aan lahayn tixraacyo dibadeed.

Faa'iidooyinkan ayaa sharaxaya sababta ururada ka socda DARPA ilaa shaybaadhka isgaadhsiinta ganacsiga ay si weyn u maalgaliyeen cilmi baadhista atom ee Rydberg shantii sano ee la soo dhaafay, iyada oo la isku daray maalgelinta ay kor u dhaaftay $100 milyan caalamka tan iyo 2020.

Laga bilaabo shaybaadhka fiisigiska ilaa geynta goobta: Caqabadaha Injineerinka ee soo socda

In kasta oo ay farxaddu jirto, caqabado injineernimo oo muhiim ah ayaa weli taagan ka hor inta aan kuwa Rydberg ka soo muuqan alaabada ganacsiga. Nidaamyada hadda jira waxay u baahan yihiin lasers sax ah si ay ugu kiciyaan atamka goboladooda Rydberg - sida caadiga ah nidaamka kicinta laba-sawir ee isticmaalaya leysarka 852 nm iyo 509 nm atamka cesium. Nidaamyadan laser-ka ah, in kasta oo ay sii kordhayaan cufan, haddana waxay isticmaalaan awood badan waxayna haystaan ​​mug ka badan anteenada siliga fudud. Cilmi-baarayaasha Machadka Qaranka ee Heerarka iyo Tignoolajiyada (NIST) iyo dhowr shaybaar jaamacadeed ayaa ka shaqeynaya xalal isku dhafan oo sawir-qaade ah oo hoos u dhigi kara dhammaan nidaamka indho-indheynta ee madal-cabbir ah.

Degganaanshaha heerkulka waa walaac kale. Unugyada uumiga Rydberg waxay si fiican ugu shaqeeyaan heerkulka la kantaroolo, caadi ahaan inta u dhaxaysa 25 ° C iyo 45 ° C, si loo ilaaliyo cufnaanta ugu wanaagsan ee atomiga. Gelitaanka goobta ee deegaan aad u daran - kulayl saxare ah, qabow arctic ah, ama gariir gaadhiga guuraya - waxa ay soo bandhigtaa caqabado aanay la kulmin habaynta shaybaadhka. Si kastaba ha ahaatee, horumaradii ugu dambeeyay ee laga sameeyay unugyada uumiga ee wax-yar-yar ee leh kuleyliyeyaasha isku dhafan iyo go'doominta kulaylka ayaa muujiyay natiijooyin rajo leh, iyada oo noocyada qaar ay ilaalinayaan waxqabadka heerkul dhan 60°C.

Sidoo kale saamiga calaamad-ilaa-sanqa ayaa sidoo kale u baahan horumarin codsiyada qaarkood. Iyadoo bandhiga raadiyaha gacanta lagu hayo uu soo saaray maqal cad, dareenka qaataha ayaa wali hoos u dhac ku yimid qaabilaadaha caadiga ah ee ugu fiican qiyaastii 10-20 dB ee calaamadaha cidhiidhiga ah. Cilmi-baadhayaashu waxay tan kaga hadlayaan farsamooyin ay ka mid yihiin qorshayaasha kicinta sawir-qaadka badan iyo hufnaanta korantada-mareenka-ku-hagaajinta (EIT), iyada oo sannad walba la horumarinayo qiyaastii 3-5 dB lagu soo sheegay suugaanta dhow.

Isgaadhsiinta Ganacsiga ee Dunida Anteenada Kadib

Saamaynta wax ku oolka ah ee heleyaasha raadiyaha quantum waxay aad uga badan yihiin codsiyada militariga iyo sayniska. Tixgeli kaabayaasha isgaarsiinta ee ganacsiyada casriga ahi ku tiirsan yihiin maalin kasta. Laga soo bilaabo nidaamyada raadiyaha bakhaarka iyo shabakadaha diritaanka maraakiibta ilaa qalabyada dareemayaasha IoT iyo dhismaha Wi-Fi-ballaaran, isgaarsiinta korantada waxay taageertaa ku dhawaad ​​shaqo kasta oo shaqo. Tignoolajiyada ka heli karta dhammaan noocyada raadiyaha oo leh hal qalab oo is haysta ayaa asal ahaan fududayn kara sida ganacsiyadu u dhistaan una ilaashadaan kaabayaasha isgaadhsiinta.

Tignoolajiyada wax ka beddelka badan kaliya ma hagaajiyaan nidaamyada jira - waxay meesha ka saaraan caqabadaha qaabeeyay. Atamyada Rydberg ma sameeyaan anteenooyin wanaagsan; waxay ka dhigaan fikradda anteenada gaarka ah ee soo noqnoqoshada mid duugowday.

Meheradaha maamusha hawlgallada kakan ee meelo badan, lakabka isgaarsiineed inta badan waa ku-tiirsanaan aan la arki karin laakiin muhiim ah. Platforms sidaMewayz, kaas oo isku dhejinaya 207 qaybood oo hawlgal ah - laga bilaabo CRM iyo qaan-sheegid ilaa maaraynta maraakiibta iyo isku-duwidda kooxda - hal ganacsi oo OS ah, waxay horeyba u muujinayaan qiimaha midaynta nidaamyada jajaban. Sida tignoolajiyada dareemida quantum ay qaangaarto oo ay awood u siiso dabacsanaan badan, qalab isgaarsiin adkeysi leh, aaladaha softiweerka ah ee abaabula howlaha ganacsigu waxay noqon doonaan kuwo aad u xoog badan. Bal qiyaas nidaamyada maaraynta maraakiibta ee ilaalinaya isku xidhka koox kasta oo soo noqnoqota, ama kooxaha adeega goobta kuwaas oo isgaarsiintu si toos ah ula qabsanayaan xaaladaha spectrum maxalliga ah - laf dhabarta hawlgalka ee ay bixiyaan aaladaha isku dhafan ayaa muhiim u ah ka faa'iidaysiga dabacsanaantaas.

Fursadda Kormeerka Spectrum

Mid ka mid ah arji dhow oo ay dadka Rydberg ka arki karaan korsashada degdega ah waa la socodka iyo maaraynta spectrum. Dawladaha iyo hay'adaha sharciyaynta sida FCC waxay sannad walba balaayiin ku bixiyaan la socodka isticmaalka raadiyaha spectrum, ogaanshaha gudbinta aan la ogolayn, iyo maaraynta qoondaynta inta jeer. Korjoogteynta hadda waxay u baahan tahay anteenooyin kala duwan iyo aqbaleyaal si ay u daboosho spectrum buuxa - hab qaali ah, dayactir-culus.

Hal dareemaha atom ee Rydberg ayaa bedeli kara dhammaan beerta anteenada, isaga oo iskaanka ka soo qaadaya HF iyada oo loo marayo inta jeer ee microwave-ka iyada oo adeegsanaysa cabbirka tarmuuska kafeega. Dabeecadda is-xakamaynta ee cabbiraadaha atomiga waxay la macno tahay in dareemayaashani ay bixin doonaan cabbirro sharci ah oo la raadin karo iyada oo aan la helin wareegyada is-habaynta xilliyeed ee qalabka hadda uu dalbado - habka hadda kormeerka ka qaada xarumaha offline-ka ah maalmo sannad kasta.

Meheradaha ka hawlgala goobo kala duwan oo nidaamsan - ISP-yada bilaa-waayirka ah, hawl-wadeennada shabakadda LTE ee gaarka loo leeyahay, shirkadaha saadka ee isticmaalaya mawjadaha raadiyaha shatiga leh - tignoolajiyadaani waxay si weyn u dhimi kartaa kharashaadka u hoggaansanaanta. Korjoogteynta spectrum otomaatiga ah ee lagu dhex daray aaladaha hawlgalka waxay calaamadin kartaa arrimaha faragelinta wakhtiga dhabta ah, isku xidhka carqaladaynta isgaadhsiinta iyo xogta saamaynta ganacsi ee lala socdo nidaamyada sidaMewayzsi loo qiyaaso qiimaha dhabta ah ee dhibaatooyinka spectrum loona kala hormariyo xallinta.

Maxaa Dhacaya Xiga: Jadwalka Wakhtiga Qaadayaasha Quantum

Iyada oo ku saleysan raad-raacyada cilmi-baarista ee hadda jira iyo heerarka maalgashiga, kormeerayaasha warshaduhu waxay soo jeedinayaan waqti adag oo loogu talagalay xayeysiinta qaataha Rydberg. 2-3 sano gudahood, codsiyada gaarka ah ee kormeerka spectrum iyo cabbirka sayniska waxay u badan tahay inay gaaraan suuqa. Codsiyada militariga iyo difaaca, halka cabbirka, miisaanka, iyo faa'iidooyinka korantadu ay caddeeyaan kharashyada caymiska, waxay arki karaan geynta goobta waqti isku mid ah. Codsiyada macaamilka iyo kuwa guud ee ganacsiga ayaa sii baxaya - waxay u badan tahay 7-10 sano - iyadoo la sugayo horumarka laga gaaray yareynta laysarka iyo dhimista qiimaha.

Isbar-bardhigga tignoolajiyada kale ee tirada waa wax barid. Saacadaha atomiga waxay raaceen qaab la mid ah: laga soo bilaabo qalabyada shaybaadhka cabbirka qolka ee 1950-meeyadii ilaa aaladaha cabbirka jajabka ah ee la heli karo wax ka yar $1,500 maanta. Barta is-rog-rogista ee muhiimka ah waxay timi markii qaybaha sawir-qaadista ee taageeraya - laysarka, qalabka wax baadha, iyo walxaha indhaha - ay noqdeen kuwo la soo saari karo cabbir ahaan. Qaadayaasha Rydberg, barta is-rog-rogista ayaa ku soo dhowaanaysa iyadoo sawir-qaadayaasha isku dhafan ee bislaaday iyo laysarka daloolka toosan ee soo baxaya (VCSELs) ay gaaraan mawjadaha dhererka iyo heerka xasilloonida ee loo baahan yahay.

Meheradaha u fakarka hore, ka qaadistu maaha in la sugo inta ay helayaasha tiradu imanayaan. Waa in la dhiso kaabayaasha hawlgalka - goobo midaysan, xogta qaab-dhismeedka xogta dabacsan, socodka shaqada isgaarsiinta isku dhafan - kuwaas oo nuugi kara oo ka faa'iidaysan karaan tignoolajiyada beddelka marka ay soo baxaan. Ururada sida aadka ah ula halgamay is-beddelka dhijitaalka ah ma ahayn kuwii qalabkii hore haystay; waxay ahaayeen kuwa leh nidaamyada software-ka oo jajaban oo aan la qabsan karin. Ku dhisidda goob shaqo oo isku xidhan maanta, ha ahaato in la maamulo 5 shaqaale ama 5,000, waxay abuurtaa aasaaska si looga faa'iidaysto wax kasta oo soo socda ee hal-abuurnimada qalabku keeno.

Sawirka Ka Weyn: Marka Atomyadu Beddelayaan Anteenooyinka

Ogaanshaha guusha leh ee signalka raadiyaha gacanta ee la isticmaalayo atomyada Rydberg waa horumar ay weheliso waqtiyo kale markii fiisigiska quantum uu ka baxsaday shaybaadhka oo uu galay adduunka dhabta ah - transistor-kii ugu horreeyay, laser-kii ugu horreeyay, dayax-gacmeedkii GPS-ka ugu horreeyay ee isticmaalaya heerarka waqtiga atomiga. Mid kasta oo ka mid ah tignoolajiyadan waxay qaadatay tobanaan sano si ay uga gudubto bandhigga una guurto meel kasta, laakiin mid kastaaba wuxuu ugu dambeyntii u qaabeeyey warshadaha siyaabaha ay wax-abuuradoodu waligood u saadaalin.

Isgaadhsiinta raadiyaha waa warshad caalami ah oo dhan $45 bilyan taas oo ku shaqaynaysay asaas ahaan isla mabaadi'da jireed tan iyo markii ugu horeysay ee Marconi gudbintii transatlantic-ka ee 1901. Qaadaha atomka Rydberg kuma celceliyo mabaadi'daas - waxay ku bedeshaa shay laga soo qaatay laanta fiisigiska gebi ahaanba ka duwan. Meheradaha, injineerada, iyo istiraatijiyadaha tignoolajiyada, calaamada raadiyaha gacanta lagu hayo maaha kaliya maqal. Waa fariin cad, oo aan la fahmi karin in mustaqbalka dareenka korantada iyo isgaadhsiinta uu yahay atomic, ururada sida ugu fiican ee faa'iido u yeelan doonana ay noqon doonaan kuwa hadda ka hor ka hawlgala goobo u dabacsan si ay u horumariyaan farsamada.

Su'aalaha Inta badan La Isweydiiyo

Waa maxay atamyada Rydberg maxayse ugu fiican yihiin in la ogaado?

Atamyada Rydberg waa atamka kuwaas oo electrons-kooda ugu dambeeya ay ku faraxsan yihiin dawladaha tamarta aadka u sarreeya, taas oo ka dhigaysa kuwo aad u nugul goobaha korontada ee dibadda, sida kuwa ku jira hirarka raadiyaha. Dareenkaani wuxuu u oggolaanayaa inay ogaadaan calaamadaha leh heer sax ah iyo soo noqnoqosho ballaaran oo ka duwan anteenooyinka biraha dhaqameed. Nidaamyada sida Mewayz, oo bixiya in ka badan 200 oo qaybood oo waxbarasho ah $19/bishii, waxay bixiyaan ilo la heli karo si loo fahmo fikradahan tirada sare leh.

Maxay ahayd muhiimada ogaanshaha signalka-talkie-talkie?

Helitaanka halbeeg, signal-walki-talkie oo awood yar ayaa caddaynaysa in tignoolajiyadan tiradani ay xamili karto isgaadhsiinta dhabta ah ee aduunka, maaha kaliya tijaabooyinka shaybaadhka. Waxay tusinaysaa tallaabo wax ku ool ah oo loo qaaday dhinaca dhisidda xasaasiyadda aadka u xasaasiga ah, qaatahayaasha la yareeyey kuwaas oo ka fiicnaan kara raadiyaha caadiga ah. Horumarkaani waa mowduuc muhiim ah oo ku jira koorsooyinka tignoolajiyada casriga ah, oo ay ku jiraan qaybo laga heli karo aaladaha sida Mewayz.

Sidee tignoolajiyadani u bedeli kartaa isgaadhsiinta maalinlaha ah?

Qaadayaasha ku salaysan Rydberg waxay u horseedi karaan ammaan badan, nidaamyo isgaarsiineed oo faragelin u adkaysta kuwaas oo yar oo hufan. Waxay ku shaqayn karaan tiro badan oo isdabajoog ah iyagoo wata qalab keliya, oo suurtogal ah inay beddelaan anteenooyin badan oo khaas ah. Fahamka codsiyadan mustaqbalka waxay ku fududaanayaan dariiqooyinka waxbarasho ee habaysan ee adeegyada sida Mewayz.

Tignoolajiyadani diyaar ma u tahay inay beddesho raadiyahayga hadda?

Weli ma aha. Kani waa bandhig shaybaadh oo caddaynaya in fikraddu shaqaynayso. Caqabadaha injineernimada ee muhiimka ah ayaa weli ah ka dhigista tignoolajiyada mid cufan, la awoodi karo, oo la shaqayn karo deegaan ka baxsan oo la kantaroolo. Si kastaba ha ahaatee, marxaladdan ayaa si degdeg ah u dedejisa horumarka. Kuwa xiisaynaya in ay raacaan goobtan horumaraysa, Mewayz waxa ay siisaa qaybo casri ah oo ku saabsan fiisigiska iyo injineernimada.