Avusturya Fen Bilimleri Enstitusu’nden bir grup araştırmacı, dolaşan fotonlara dayanan bir kuantum radar cihazını ortaya cıkardı. Arkaplan gurultusunun arkasına saklanabilecek kadar duşuk bir gucte calışan radar, biyomedikal ve guvenlik uygulamalarında kullanılabilir.
Kuantum devriminin avantajlarından birisi de dunyayı yeni bir şekilde algılama yeteneğidir. Genel amac, olcum yapmak veya imkansız olan goruntuler uretmek icin kuantum mekaniğinin ozel ozelliklerinden yararlanmaktır. Bu calışmaların coğu fotonlarla yapılıyor, ancak elektromanyetik spektrum soz konusu olduğunda, kuantum devrimi biraz tek yonlu hÂle geliyor. Kuantum hesaplama, kriptografi, ışınlanma vb. gibi gelişmelerin hemen hemen hepsinde gorunur bir ışığı etkiledi. Ancak bu etki, Avusturya Fen Bilimleri Enstitusu’ndeki Shabir Barzanjeh onderliğindeki calışmalar sayesinde değişiyor. Bu ekip, dunyanın ilk kuantum radarını oluşturmak icin dolaştırılmış mikrodalgalar kullandı.
Kuantum radar nasıl calışıyor?
Cihaz ozunde basittir. Araştırmacılar, “Josephson parametrik donuşturucu” olarak adlandırılan bir super iletken cihaz kullanarak dolaştırılmış mikrodalga foton ciftleri oluşturur. “Sinyal foton” adı verilen ilk fotonu, ilgilenilen nesneye doğru ışınlarlar ve yansımayı dinlerler. Bu arada, avara foton denilen ikinci fotonu saklarlar. Yansıma geldiğinde, bu rolanti fotonun mudahalesini engelleyerek sinyal fotonun ne kadar uzağa gittiğini gosteren bir imza oluşur. İşte bu aşamaların hepsi ortaya kuantum radarını ortaya cıkarır.
Geleneksel radarlardan ne farkı var?
Bu tekniğin geleneksel radarlara gore bazı onemli avantajları vardır. Sıradan radar da benzer şekilde calışır, ancak az sayıda mikrodalga foton iceren duşuk guc seviyelerinde başarısız olur. Cunku ortamdaki sıcak nesneler kendi mikrodalgalarını yayarlar. Oda sıcaklığında, (bu herhangi bir anda yaklaşık 1000 mikrodalga fotonluk bir fon anlamına gelir) bu radarlar geri donen yankıyı bastırır. Bu nedenle radar sistemleri guclu vericiler kullanır. Dolaşmış fotonlar bu sorunun ustesinden gelir. Sinyal ve rolanti fotonları o kadar benzerdir ki diğer fotonların etkilerini filtrelemek kolaydır. Boylece geri donduğunde sinyal fotonunu algılamak kolaylaşır.
Tabii ki, dolaşma kuantum dunyasının kırılgan bir ozelliğidir ve yansıma sureci onu yok eder. Bununla birlikte, sinyal ile rolanti fotonları arasındaki korelasyon, onları arkaplan gurultulerinden ayıracak kadar gucludur. Araştırmacılar, kuantum radarlarını, benzer şekilde az sayıda fotonla calışan geleneksel sistemlerle karşılaştırmaya devam ediyor ve sadece nispeten kısa mesafelerde de olsa, onemli olcude daha iyi performans gosterdiğini soyluyor.
Guvenlik uygulamaları icin faydalı olabilir
Bu, kuantum radarının onemli potansiyelini ve mikrodalga bazlı dolaşmada ilk uygulamayı ortaya cıkaran ilginc bir calışma. Ancak, daha genel olarak kuantum aydınlatmanın potansiyel uygulamasını da bizlere gosteriyor. Kuantum radarlarının sağladığı buyuk bir avantaj ise, gereken duşuk elektromanyetik radyasyon seviyeleri. Araştırmacılar, kapalı ve kalabalık ortamlardaki guvenlik uygulamaları icin kısa mesafeli duşuk guclu radarların yararlı olabileceğini soyluyorlar.
webtekno
Kuantum devriminin avantajlarından birisi de dunyayı yeni bir şekilde algılama yeteneğidir. Genel amac, olcum yapmak veya imkansız olan goruntuler uretmek icin kuantum mekaniğinin ozel ozelliklerinden yararlanmaktır. Bu calışmaların coğu fotonlarla yapılıyor, ancak elektromanyetik spektrum soz konusu olduğunda, kuantum devrimi biraz tek yonlu hÂle geliyor. Kuantum hesaplama, kriptografi, ışınlanma vb. gibi gelişmelerin hemen hemen hepsinde gorunur bir ışığı etkiledi. Ancak bu etki, Avusturya Fen Bilimleri Enstitusu’ndeki Shabir Barzanjeh onderliğindeki calışmalar sayesinde değişiyor. Bu ekip, dunyanın ilk kuantum radarını oluşturmak icin dolaştırılmış mikrodalgalar kullandı.
Kuantum radar nasıl calışıyor?
Cihaz ozunde basittir. Araştırmacılar, “Josephson parametrik donuşturucu” olarak adlandırılan bir super iletken cihaz kullanarak dolaştırılmış mikrodalga foton ciftleri oluşturur. “Sinyal foton” adı verilen ilk fotonu, ilgilenilen nesneye doğru ışınlarlar ve yansımayı dinlerler. Bu arada, avara foton denilen ikinci fotonu saklarlar. Yansıma geldiğinde, bu rolanti fotonun mudahalesini engelleyerek sinyal fotonun ne kadar uzağa gittiğini gosteren bir imza oluşur. İşte bu aşamaların hepsi ortaya kuantum radarını ortaya cıkarır.
Geleneksel radarlardan ne farkı var?
Bu tekniğin geleneksel radarlara gore bazı onemli avantajları vardır. Sıradan radar da benzer şekilde calışır, ancak az sayıda mikrodalga foton iceren duşuk guc seviyelerinde başarısız olur. Cunku ortamdaki sıcak nesneler kendi mikrodalgalarını yayarlar. Oda sıcaklığında, (bu herhangi bir anda yaklaşık 1000 mikrodalga fotonluk bir fon anlamına gelir) bu radarlar geri donen yankıyı bastırır. Bu nedenle radar sistemleri guclu vericiler kullanır. Dolaşmış fotonlar bu sorunun ustesinden gelir. Sinyal ve rolanti fotonları o kadar benzerdir ki diğer fotonların etkilerini filtrelemek kolaydır. Boylece geri donduğunde sinyal fotonunu algılamak kolaylaşır.
Tabii ki, dolaşma kuantum dunyasının kırılgan bir ozelliğidir ve yansıma sureci onu yok eder. Bununla birlikte, sinyal ile rolanti fotonları arasındaki korelasyon, onları arkaplan gurultulerinden ayıracak kadar gucludur. Araştırmacılar, kuantum radarlarını, benzer şekilde az sayıda fotonla calışan geleneksel sistemlerle karşılaştırmaya devam ediyor ve sadece nispeten kısa mesafelerde de olsa, onemli olcude daha iyi performans gosterdiğini soyluyor.
Guvenlik uygulamaları icin faydalı olabilir
Bu, kuantum radarının onemli potansiyelini ve mikrodalga bazlı dolaşmada ilk uygulamayı ortaya cıkaran ilginc bir calışma. Ancak, daha genel olarak kuantum aydınlatmanın potansiyel uygulamasını da bizlere gosteriyor. Kuantum radarlarının sağladığı buyuk bir avantaj ise, gereken duşuk elektromanyetik radyasyon seviyeleri. Araştırmacılar, kapalı ve kalabalık ortamlardaki guvenlik uygulamaları icin kısa mesafeli duşuk guclu radarların yararlı olabileceğini soyluyorlar.
webtekno
__________________