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美国科学家证实量子无线电可助地下水下通信和

  美国国家标准技能研究院(NIST)的科学家证明,量子无线电能够在GPS、一般手机、无线电信息难以抵达,乃至彻底不能作业的当地(例如峡谷、水下和地下)完成通讯和测绘。当GPS信号难以穿透水、土壤、建筑物墙面、摩天大楼时,难以用于潜艇、扫雷、军事或救灾时,以及无线电信号因瓦砾或电磁设备搅扰的紊乱环境下受阻时,该技能可为水手、战士和测绘员供给技能支撑。
  
  NIST科学家正在实验一种低频磁无线电——一种超低频(VLF)数字调制磁信号。与传统的电磁通讯信号不同,该无线电能够在更高的频率下穿透建筑材料、水和土壤。超低频电磁场已经在水下通讯中得到运用,但音频或视频的数据传输才能有限,且只能传输单向文本,潜艇还必须拖曳繁琐的无线电缆,怠慢速度并上升到潜望镜深度(18米或地上以下约60英尺)进行通讯。低频通讯的最大问题是接收机灵敏度低,现有发射机的带宽有限,导致数据传输速率低。运用量子传感器将取得最佳的磁场灵敏度和更长的通讯规模,也能够供给像手机相同取得高带宽通讯的可能性。NIST科学家依托铷原子的量子特性制成磁场传感器来检测数字调制磁信号,并经过改动磁场来调制或操控频率,特别是原子发生的水平缓笔直的信号波形。科学家下一步方案开发改善发射机。
  
  NIST开发了一种直流磁强计,其间运用偏振光作为检测器来监测由磁场引起的铷原子“自传”。除了具有高灵敏度以外,该磁强计还具有室温运转、体积小、功耗低、成本低、搅扰小等特色,不需要移动或校准。下一步,NIST拟树立和测验一个定制的量子磁力计,相似原子钟,该磁力计将经过在原子内部能级及其它特性之间的切换来监测信号,经过进步传感器灵敏度来扩展低频磁场信号的规模,更好地按捺噪声,添加并有用使用传感器的带宽。
  
  该效果宣布在二千零一十七年十二月的《Review of Scientific Instruments》杂志上。