מהדורות Uncharted: Why Deep-Sea Explorations

האוקיינוס העמוק נותר הגבול הפחות נחקר על פני כדור הארץ.יותר מ-80% ממנו אינו ממפה, ויש לנו מפות רזולוציה טובה יותר של מאדים מאשר מערכות קרקעיות הים שלנו - טכנולוגיות הדמיה אקוסטיות ששירתו את האוקיינוסים במשך עשרות שנים - הן מגיעות למגבלות פיזיות בסיסיות של מאדים מאשר יכולות לפתור אובייקטים קטנים בעומקים גדולים, פגיעות לרעש מתפתל, ולמאבק עם הדמיה מדויקת במסגרות קדחתניות או מורכבות, כלומר, כלומר, יכולות להיות מסוגלות ליישבות של התפתחות של משאבים מנגנונים מוקדמים של התפתחותיים, של מערכות הגנה מימיים, מעבר לשיטות אבטחה, יכולות להיות רגישות ימיות, מעבר לשיטות אבטחה, יכולות להיות מדויקות יותר, יכולות להיות מדויקות, יכולות לשיטות אבטחה, יכולות לשיטות אבטחה, יכולות להגיע לשיטות אבטחה, יכולות להגיע לשיטות אבטחה, יכולות להגיע לשיטות אבטחה, יכולות להיות רגישות ימיות, יכולות להגיע לשיטות אבטחה, יכולות להגיע לשיטות אבטחה, יכולות להגיע לשיטות אבטחה, יכולות להגיע לשיטות אבטחה, יכולות להגיע לשיטות אבטחה, יכולות להגיע לשיטות אבטחה, יכולות להיות רגישות ימיות, יכולות להגיע לשיטות אבטחה, מעבר לשיטות אבטחה, יכולות להגיע לשיטות אבטחה, לשיטות אבטחה מהירות, יכולות להגיע לשיטות אבטחה, יכולות להיות פגיעות לשיטות אבטחה מהירות יותר, יכולות להגיע ל

מה זה קוונטי Sonar? A Primer on Quantum Sensing תת-קרקעי

(ב) אינו מכשיר יחיד אלא משפחה של טכניקות חישה המנצלות תופעות קוונטיות - ⁇ :0 superpositionFLT:1; FLT:2entanglementtureFLT 3: ו-(FLT:4quantum cecece;0) , לעומת זאת, הוא מציין את התדרים הקלים הקלים הקטנים ביותר, אך ורק כדי למדוד את הסביבה עם דיוק קיצוני.

הנומר הקוונטי מתגבר על הקנונים המבוכים האלה באמצעות קונסולת המטרופולין:0 (00quantum metrologyFLT:1 ).יש גישה אחת שמשתמשת בפוטונים מסובכים (או פוני) אשר מתואמות באופן כזה המדידה אחד משפיע באופן מיידי על האחר, אפילו במרחק של זיהוי אחר (למשל, על ידי שליחת סטיות מבוכות לעבר מטרה וניתוח אותות חוזרים במקרה, החוקרים יכולים להפיק מידע זה יהיה מופחת על ידי מצבי מזערי של אי-ידי מצבי מדידה אחרים).

חשוב לציין, כי סונומטר קוונטי אינו דורש ממדינות קוונטיות אקזוטיות באוקיינוס עצמו.אפקטים הקוונטיים נוצרים ונשלטים בתוך החיישן (למשל, שבב פוטוני או מעגל סופר-מוליכים), בעוד אותות בדיקה - בין אם הדופק האור או גלי אקוסטי - כמו למשל, קווי קוונטים לתוך המים.

בעוד עדיין ניסיוני ברובו, ניסויים מעבדה הוכחה-of-תפיסה הוכיחו הדמיה קוונטית-enhanced ו החל בתנאים תת-ימיים, הראו שיפור כפול יחס אות-לא-רעש בהשוואה למגבלות קלאסיות.

היתרונות של Quantum Sonar Over Classical Systems

ההבטחה של נבינר הקוונטי שוכנת בארבעה תחומים מרכזיים שבהם היא יוצאת מהשיטות האקוסיאוסטיות המקובלות.כל יתרון נובע מהפיזיקה הבסיסית של מדידה קוונטית.

פתרון משופר מעבר לגבולות ההתנתקות

הדמיה קלאסית מחוספסת על ידי קריטרילי קריטריון: שני אובייקטים קרוב יותר ממחצית אורך הגל לא ניתן לפתור.דמיית קוונטית באמצעות פוטונים מסובכים יכול להשיג FLT:0 על-ידי פתרון של רזולוציה גבוהה יותר מאשר חצי אורך הגל לא ניתן לפתור.עבור יישומים עמוקים הים, זה אומר לזהות אובייקטים בקנה מידה סנטימטר או פרטים גיאולוגיים מקילומטרים באמצעות אותות נמוכים שבדרך כלל מטושטשים אלה יכולים לחשוף את היכולות של הילד הקטן, או המטושטשות, או מטושטשות, או מטושטשות, או מטושטשות, או מטושטשות, היום, או מטושטשות, או מטושטשות, או מטושטשות, על ידי מטושטשות, או מטושטשות, על ידי מטושטשות, על ידי מטושטשות קטנות יותר, או מטושטשות, או מטושטשות, או מטושטשות, יכולות מטושטשות, על ידי מטושטשות קטנות יותר, על ידי מטושטשות קטנות יותר, על ידי מטושטשות, על ידי מטושטשות קטנות יותר, על ידי מטושטשות קטנות יותר, על ידי מטושטשות, על ידי מטושטשות, על ידי מטושטשות קטנות יותר, 000 מטושטשות קטנות יותר, 000 מטושטשות קטנות יותר, 000

חדירה גדולה יותר עם שמירה על יציבות

גלים אקוסטיים נמוכים (למשל, 1-10 kHz) יכולים לחדור אלפי מטרים עם הפחתה מינימלית, אבל אורכי הגל הארוך שלהם (1.5 מ' בשעה 1 kHz) מניבים החלטה מרחבית ירודה. גלים גבוהים- ⁇ (100 k+) נותנים החלטה טובה אבל דעיכה במהירות, הגבלת טווח ל- 1 מ"מ"מ ב 1 ק"מ יכול להשתמש אותות בדיקה נמוכים תוך מיצוי מידע מהיר דרך רזולוציה גבוהה של 1 ק"מ מאפשר עיבוד יעיל של מים עד 1000 מטרים, 000, 000, 000, 000 ק"מ, 000, 000, 000, 000, 000, 000 יעיל יותר, 000 בהיר יותר, 000, 000, 000 קלומטר, 000, 000, 000 קל יותר, 000, 000, 000 קל יותר, 000 קלומטר, 000 קלומטר יכול ביעילות, 000 קלפטומטיים, 000 קלפטמות, 000 קלפטומטיים במהירות, 000 קלפטומטיים במהירות, יכול למעשה, 000 גבוה יותר, 000 קלפטומטיים במהירות, 000 קלפטומטיים במהירות, 000 קלפטומטיים במהירות, רק כדי יעיל יותר, 000 קלפטומטים גבוה יותר, 000 קלפטומטים יכול להשתמש ברזולוציה גבוהה יותר, 000 קלפטומטים גבוה יותר,

Noise Immunity and Signal-to-Noise Ratio מקבלs

האוקיינוס הוא רועש מבחינה אקוסטית: זרמים, חיי ימית, גלי פני השטח, ומשלוח יוצרים קופוניה כי קוברה הדים חלשים.הנר הקלאסי מעסיק מחלחל וממסנן, אך אלה יש מגבלות.חיישנים קוונטיים באמצעות חיישנים קוונטיים (FLT:0entanglement-based Measurement-FLT:1 יכול לדחות רעש לא קשור על ידי רישום אירועים רק מקרי זיהוי סביבתי.

גילוי מטרות אלוסרות או גנובות

אובייקטים המצופה בחומרים אנכומיים (המתוכנן לספוג קול) או עם צורות מורכבות המפותותות באופן רחב הם קשה מאוד לזהות.מדת שלב קוונטית-enhanced יכולה להרים שינויים שלב דקה הנגרמת על ידי אפילו הד קלוש, מטרות פוטנציאליות החושפות כי סופגות או מתפזרות את רוב האנרגיה של האירוע.

יישומים פוטנציאליים: מביולוגיה ועד לוחמה

הערך המעשי של סונואר קוונטי משתרע על פני דיסציפלינות מרובות.למטה הם האזורים המבטיחים ביותר שבו הוא יכול לייצר תוצאות טרנספורמטיביות.

ביולוגיה ימית: התבוננות לא פולשנית של מערכות אקולוגיות עמוקות

שיטות נוכחיות לחקר חיי הים העמוקים כרוכות לעתים קרובות דגימה עם רשתות, מלכודות, או כלי רכב המופעלים מרחוק (ROVs) אשר להפריע לבתי גידול. sum Sonar יכול לספק הדמיה גבוהה של 3D של מערכות אקולוגיות שבריריות sFLT:1 (קר-מים אלמוגים מים, קהילות הידרותרמיות, דגים עמוקים-ים) ללא מגע פיזיקלימי, לדוגמה, כדי לצפות בחיות קטנות יותר, או בחיות אחרות.

בנוסף, היכולת של נדר קוונטי להבחין בחתימות אקוסטיות עדינות עשויה לעזור לזהות מינים על ידי המאפיינים הייחודיים שלהם, בדומה ל"טביעת אצבע" אקוסטית, זה יפחית את ההסתמכות על נטיעת הערכות ביומסה, סיוע ניהול דגים בר קיימא.

הגנה על הצי: Submarine and Mine Detection

סמורינס הפכו שקטים יותר - סירות דיזל מודרניות יכולות לפעול כמעט בשקט על כוח הסוללה, מה שהופך אותם קשה לזהות עם סונר פסיבי. רכז Active Sonar יכול לחשוף אותם, אבל זה גם נותן את המיקום של השולח ואולי להיות מפוספס על ידי decoys. קוונטית Sonar מציעה מצב זיהוי גנבה יותר: באמצעות אותות קוונטיים מכמעט בלתי ניתנים להפרדה בין כלי צוללות או מטווח קל לנפץ, יכול להיות מטווח גבוה של צוללות.

אמצעי מניעה (MCM) גם עומדים לטובתו.הבנדר הקוונטי יכול לסווג מכרות קבורה או קבורות חלקית עם נאמנות גבוהה בהרבה, צמצום שיעורי החמרה המזויפים ולאפשר פעולות טיהור בטוחות יותר.החיל הים האמריקאי:0Naval Surface Warfare CenterFLT:1 מממן מחקרים בשלבים מוקדמים ל-MCM.

אדריכלות תת-קרקעית: גילוי ההיסטוריה הסנדנית

אוניות עתיקות והתנחלויות מעוותותות לעתים קרובות מוצצים במשקעים או מכוסה על ידי צמיחה ימית, מה שהופך אותם בלתי נראים למצלמות אופטיות וקשה לפתור עם רבבאם בונאר.הבנר הקוונטי מסוגל לחדור מים טורחים ולראות דרך שכבות דקות של סימנט - תוך גילוי חסר רגישות בשלב של הדים ממבני קבורה - מהפכה תת-קרקעית יכול למצוא כל אתרי החפירה, ללא שרידים של ים שחורים, בעודם, בעודם, במקום תגלית מוקדמת של קרינת אטומית, או אחרת, או אחרת, או אחרת, במקום קרינת אטומית, ה-4,000-כך, עשויה להיות בעלת רגישות גבוהה של שרידים, במקום התגלתה היטב, במקום התגלתה היטב, במקום התגלתה היטב, 000-כך, או אחרת, או אחרת, או אחרת, או אחרת, התגלתה היטב, התגלתה היטב, התגלתה היטב, התגלתה היטב של התגלתה היטב של התגלתה, התגלתה, התגלתה היטב של התגלתה היטב, במקום התגלתה היטב של שרידים של שרידים של ⁇ שרידים של שרידים של שרידים של שרידים של שרידים של שרידים של שרידים של שרידים של שרידים של שרידים של קרינת סלעית של קרינת

ניתן לחקור נופים פרהיסטוריים (למשל, דוגרלנד בים הצפוני) בשבריר מהזמן והעלות, גילוי התנחלויות, יערות ונתיבי הגירה בעלי חיים שכיום הם תת-קרקעיים.

מחקר ופיתוח משאבים

הבנת גיאולוגיה של ים-אזורים ניכויים, ארמונות הידרותרמיים, אגן הים ואגן סיעור - היא קריטית להערכת סיכונים (tsunamis, רעידות אדמה), מודלים אקלים (לכידת פחמן), וחיפוש מינרלים.בנר הקוונטי יכול לספק סנטימטר-קממבטיות ו- sub- ⁇ profiling אפילו במעמקים abysal זה היה לשפר את המודלים של קבוצות מצופה וזיהוי מצופה.

עבור הכרייה של נוודים פולימטליים והפקדות נדירות, בונאר קוונטי יכול למפות פיקדונות עם דיוק גבוה תוך צמצום הפרעות סביבתיות.זה יכול גם לפקח על זרמי כריה, להבטיח עמידה בתקנות.הנוף הבינלאומי רשות קרקעית הים השתפרה ככלזר מפתח עבור כריית בר-ים.

אתגרים בדרך ל Deployment

למרות היתרונות התיאורטיים שלה, בנארים קוונטיים עומדים בפני מכשולים טכניים עצומים לפני שניתן לפרוס באוקיינוס העמוק.אתגרים אלה עומדים על הנדסה קוונטית, פיזיקה סביבתית ושילוב מערכת מעשי.

קומבינציה של הסביבה באוקיינוס

(המתאם הקוונטים הם שבריריים.במעבדה, ניתן לשמור על מורכבות במזג אווירי מבוקר בקפידה ובתנאים מבוכים.הים העמוקים הם ההפך: חם (יחסי ל Cryogenic), מטושטש, מלא חלקיקים, וירוק מבחינה אלקטרומגנטית כל אינטראקציה עם הסביבה - מרתיעה את קודים הקלאסיים, ספיגה על ידי מולקולות מים, או תנודות טמפרטורה - נית, הרס מוחלט, מתאם קוונטי מאוד של אור קוונטית:

כוח וגודל Constraints עבור צוללת Deployment

חיישני הקוונטים של היום דורשים לעתים קרובות שולחנות אופטיים גדולים, חדרים מוצצים RF, וקירור נרחב. Fitting ציוד כזה לתוך AUV או מערך Sonar נשוי הוא אתגר הנדסי גדול.קדמה בפוטניקה משולבת ושעון אטומי בקנה מידה שבב מציע כי miniaturization הוא אפשרי, אבל מכשיר שדה מוכן עדיין רחוק שנים.

עיבוד נתונים ופרשנות

סונואר קוונטי יפיק נתונים מסיביים הדורשים עיבוד בזמן אמת.תוכנית זיהוי מסובכת יוצרת ספירות צירוף מקרים הדורשות אלקטרוניקה אלקטרוניקה מהירה תואמים.יתר על כן, מה שהופך את המדידות הקוונטיות לצורות תמונות מועילות או סיווגים מטרות דורש אלגוריתמים חדשים -existing Sonar עיבוד אותות לא נועדו עבור נתונים קוונטיים.

השפעה סביבתית וביולוגיה

למרות שנאום קוונטי מכוון להיות פחות פולשני, לכל מקור אקוסטי פעיל יש פוטנציאל להפריע לחיים ימיים.צלילים נמוכים- ⁇ יכולים לנוע רחוק ולשפיע על ציסטנים, דגים, ו unvertebrates. הרגישות המשופרת של קוונטין עשויה לאפשר כוח שידור נמוך יותר עבור אותו ביצועים זיהוי, צמצום ההשפעה הסביבתית.

מחקר נוכחי ו-Outlook Future

כמה קבוצות מחקר אקדמיות וצבאיות מתקדמות באופן פעיל נואם בזאר האירופי, תכנית הדגל של 0Quantum Flagship פלאFLT:1 כוללת פרויקטים על חישה קוונטית עבור יישומים ימיים. בארצות הברית, הסוכנות לפיתוח מתקדם מחקר מתקדם אבטחה (DARPA) ומשרד המחקר הימי מימן מאמצים לפתח אבטיפוס מחשוב קוונטי (Qum-enancedars) ללא ספק, חוקרים מאוניברסיטת ווטרלום-Dantumise) על פני טווח תמונות קלאסי של Quns של Quns (Duns) ו-Danthin-Danth-DARPA) ו-DARPA-Danth-DARPA) ו-DARPA) ו-DARPA) ו-DARPA (DARPA) ו-DARPA) ו-DARPA) ו-DARPA) ו-DARPA (DARPA) ו-DARPA) ו-DARPA (DARPA) ו-enmentnm-enmenternm-andarernm-en מימן מאמצים במימון מאמצים במימון של מחקר ימיים) ו-enated Computerdarernm-endarernm-endarer

אינטרס המגזר הפרטי גדל גם.כמה סטארט-אפים הם חקרו את החישה הקוונטית עבור אבטחה ימית ונפט & דגימה; בדיקת צינורות גז, למרות שאף אחד עדיין לא המסחר במוצר, קצב ההתקדמות מצביע על כך שניתן לבחון מערכת ניו יורקית של הדור הראשון של אור קוונטי במים רדודים בתוך חמש שנים ולהגיע לבגרות מבצעית בתוך עשור.

בינתיים, טכנולוגיות קוונטיות משלימים - כגון מגנטים קוונטיים לגילוי שדות מגנטיים של צוללות, וקילומטרים קוונטיים עבור ניווט לא רצוי - הם גם מזינוק, פוטנציאל שילוב עם סונומטר קוונטי כדי ליצור חבילת חישה תת-קרקעית מלאה.

חלון חדש לתוך Abys

בונאר קוונטי אינו כדור קסם - הוא לא יחליף את הסונר הקלאסי בין לילה.אבל הפיזיקה הבסיסית אומרת לנו שמכניקת הקוונטים יכולה להרים את המגבלות שחסו חישה אקוסטית לדורות.כפי שהדה-המסורת היא מחוספסת, מיני-התמדה של אלגוריתמים של השמש, ומעבד אלגוריתמים של אלגוריתמים קוונטים מבטיחים לחשוף את האוקיינוס העמוק בבהירות שכיום כמעט בלתי ניתנת לדמיון, ממיפוי של עשרות שנים, כדי לבחון את התכונות הביולוגיות, כמו שעדיין, כך שעדיין מאפשרות לנפץ, כדי לחקור את כדור הארץ, כמו גם את הצפות, כמו שעדיין, כך שבעוד עשור, כך שעדיין, כך שעדיין, כך שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שהאורכם, בעוד שבעוד עשור, כך שבעוד מועד, בנינומטרעתן, הופך לזרז את האלגוריתמים, כך שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שבעוד שגלקסיות ימיות, בני