İlk kuantum radarı geliştirildi

Öne Çıkanlar Teknoyaşam
İlk kuantum radarı geliştirildi

İster hava sahasının kontrol edilmesinde olsun isterse buzun ve toprağın taranması ya da fırtınalarının yerlerinin belirlenmesinde, radar tekniği yansıyan mikrodalgalarla görünmeyen objeleri ve yapıları da görünür kılar. Bununla birlikte bu mikrodalga konumlama biçiminin kesin olmayan ve hatalı sonuç verdiği alanlar da var. Bu radarın, örneğin güvenlik taramalarında veya biyotıp görüntülemede olduğu gibi küçük sinyallerle çalışması durumunda olur. Çünkü bu sistemler, obje tarafından yansıyan zayıf ışını, arka plan ışınından ayırt etmekte zorlanıyorlar.

Avusturya Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (IST) bilim insanları buna çözüm olarak dolaşık mikrodalga fotonlarında, radarın netliğini çevre görüntüsünde belirgin bir şekilde ayırt eden yeni bir tür detektör teknolojisi geliştirdiler. Radar ilk önce dolaşık foton çiftleri oluşturuyor. Bu çiftlerdeki her bir foton sinyal olarak tespit edilecek cismin yönüne doğru gönderilir. Çiftlerdeki diğer foton (“Idler”) enstrümanda kontrol olarak kalıyor. Sinyal fotonu cisim tarafından yansıtılıp ve radar tarafından yeniden yakalandığında, gerçi dolaşıklığı kayboluyor ama yine de yansıtılan fotonları arka plan görüntüsünden ayırt etmeye yardımcı olan bazı bağıntılar kalıcı oluyor.

Araştırmacılar ilk test için bu tür kuantum radarının bir prototipini tasarlamışlar. Burada aşırı soğutulmuş bir süperiletken devre, dolaşık mikrodalga fotonlarının kaynağı olarak işlev görür. Kuantum radarı böylece sinyal fotonu küçük bir bakır plakadan oluşan bir hedefe yönlendiriyor. Fotonlar burada oda sıcaklığında yansıtıldıktan sonra dijital bir alıcı tarafından yeniden yakalanıyor. Sinyal ve Idler daha sonra iki farklı ölçüm hattından gönderilerek burada amplifiye ediliyor, filtreleniyor ve yirmi megahertz ara frekansa dönüştürülüyor. Sonuç olarak mutlak sıfırın üzerindeki bir derecenin birkaç binde biri tarafından üretilen kuantum dolaşıklığı yardımıyla, oda sıcaklığında çok düşük yansıtıcılığa sahip objeleri saptayabildik diyor araştırmacılar. Klasik detektörlerle karşılaştırıldığında, aynı koşullar altında ve çok düşük sinyal gücü ile kuantumla güçlendirilmiş tespit çalışmasının daha üstün olabileceğini gördük. Araştırmamız, kuantum radarlarının ve mikrodalga kuantum radarları ve illüminasyonun sadece teoride değil, pratikte de mümkün olduğunu göstermiştir diyor araştırmacılar. Bilimi insanları bundan sonraki çalışmalarında bu tür bir kuantum radarını kullanıma hazır hale getirmek istiyorlar.


Kaynak