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DARPA研发可在常温下使用的量子技术

来源:信息发布     作者:信息发布人员     发布时间:2020年10月20日     浏览次数:         

  目前,全球信息科学和感知领域的量子研究显示出巨大的前景,有助于实现一系列新的国防应用。然而,从实验室向实际应用过渡的一个主要障碍是冷却和捕获原子以利用其量子特性所需的大量设备。为了应对这一挑战,美国国防高级研究计划局(DARPA)宣布开展其新型原子蒸气科学(SAVaNT)项目,致力于提高室温原子蒸气的性能,为未来提供前所未有的低尺寸、重量和功率与国防部多个领域性能的结合提供机会。

  该项目的重点是热原子蒸气,而不是冷原子技术,后者需要用激光将原子冷却到非常低的温度,以减少热噪声。新技术将使世界上最精确的原子钟具有前所未有的计时精度。温暖的原子蒸气方法也不需要复杂的激光冷却,可容纳更多的原子,从而增强信号。然而,新技术的挑战在于热环境效应,即使在室温下也能显著降低量子效应或相干性的持续时间。

  SaVaNT的研究人员将在三个技术领域验证新方法的可行性,以克服热效应的限制:第一个技术领域即开发一种Rydberg传感器,使用原子感知电场,将为毫米波提供超窄带宽、高灵敏度的电场探测;第二个技术领域侧重于矢量磁强计,以实现小尺寸、低重量和功率、室温以及准直流磁场传感器;第三个技术领域将研究蒸气量子电动力学,使量子网络的关键部件在室温下工作。目前这些方法均需要采用低温学或激光冷却和捕获技术。

  (摘编自“中国微米纳米技术学会”)