حوزه‌های تخصصی فناوری‌های کوانتومی

حسگرهای کوانتومی

امروزه با پیشرفت فناوری، امکان کنترل حالت های کوانتومی تک اتمی وجود دارد و این حالت های کنترل شده کوانتومی، می تواند به عنوان حسگرهای کوانتومی استفاده شوند. با کمک فناوری کوانتومی می توان حسگرهایی با بزرگی یک اتم جهت اندازه گیری های بسیار دقیق ، به دور از تداخل های میدان های مغناطیسی و الکتریکی فراهم نمود.

خواص این حسگر از خواص غیرکلاسیکی نور (اپتیک کوانتومی) و درهمتنیدگی کوانتومی ناشی می‌شود. حالات نوری غیرکلاسیکی، روش‌های تصویربرداری با وضوح فوق‌العاده بالا را ممکن ساخته است که در فناوری حسگرهای جدید کاربرد فراوان دارند.

ساعتهای اتمی کوانتومی یکی از حسگرهای مطرح در فناوری کوانتومی است که در آن‌ها از فرکانس انتقال‌های الکترونی در نواحی ریزموج، مرئی و فرابنفش در طیف الکترومغناطیسی اتم‌ها به عنوان فرکانسی استاندارد جهت زمان‌سنجی استفاده می‌شود. در دهه‌های گذشته با استفاده از فرآیند خنک سازی لیزری، دما را تا حدود میکروکلوین پائین آوردند تا اثرات ناشی از حرکت اتمها حذف گردد که دقت آن به حدود یک ثانیه در طول عمر جهان رسیده است. ساعتهای اتمی در نسل بعدی ماهوارهای اکتشاف، اینترنت پرسرعت، مخابرات فضائی، بازار بورس وGPS مورد استفاده قرار خواهند گرفت.

برای کنترل پهبادها، پایدارسازی عکسبرداری، تعیین دقیق مکان قطبهای زمین از حسگرهای چرخشی استفاده می‌شود. همچنین جهت آشکارسازی فلوی بار در مدارهای میکروالکترونیک و نانوالکترونیک، تصویربرداری از فعالیت درون و برون سلولی در ساختارهای زیستی، مانیتورینگ غیرمخرب فعالیت مغز و حسگرهای مغناطیسی به کار می‌روند.

همچنین میدان گرانشی را با استفاده از حسگرهای گرانشی اندازه گیری می‌کنند. حضور کوچکترین جرمی باعث تغییر در میدان گرانشی می‌گردد. با کمک فنآوری کوانتومی، می‌توان توانایی، حساسیت و مقاومت در برابر نویز حسگرهای گرانشی را افزایش داد و همچنین اندازه‌ی آنها را بسیار کوچک کرد. در حسگرهای کوانتومی گرانشی از تداخل سنج اتمی اتم‌های خنک‌سازی شده با استفاده از گذارهای القائی رامان استفاده می‌شود. از کاربردهای این حسگرها می‌توان به پیدا کردن لوله‌ها و مخازن آب زیرزمینی، مخازن زیر زمینی نفت و گاز و شکاف‌ها در زمین و مین‌ها، هواشناسی،کنترل ورود و خروج‌ها و حفاظت گیت‌ها اشاره کرد.

بیشتر

فايل هاي مربوطه :