טכנולוגיה קטנה, יתרונות גדולים: נקודות קוונטיות 

This post is also available in: English (אנגלית)

צבא ארצות הברית מיישם את המחקרים שלו למגוון רחב של טכנולוגיות, רכבים ונשקים. מהטנקים וכלי הטיס הגדולים ביותר ועד הננו-צינורות והתאים הקטנים ביותר, המשרד למחקר של צבא ארצות הברית (Army Research Office – ARO) פועל לקידום חיילים, מכשירים וכוח אש אמריקאי.

תחום נוסף שצבא ארצות הברית חוקר הינו נקודות קוונטיות, חלקיק העשוי מוליך למחצה בגודל ננומטר.

חלקיקים מאוד קטנים מאפשרים דיוק מאוד גבוה. נקודה קוונטית מומרצת תמיד תפלוט את אותו אורך גל ספציפי, אורך הגל עצמו תלוי בגודל הנקודה הקוונטית. נקודות קוואנטיות פולטות את התדרים המדויקים אלו באופן עוצמתי יותר ולמשך זמן ארוך יותר, בהשוואה למוליכים למחצה מסורתיים.

אך הרבה יותר קשה להנדס מכשירים אלקטרוניים העובדים בעזרת נקודות קוונטיות. פיזיקה בסיסית נהיית יותר מסובכת כאשר עובדים עם מכניקה קוונטית, האנרגיה ואותות החשמל הופכים פחות צפויים. מכשירים חשמליים טיפוסיים מנצלים אותות חשמליים כדי לסמן אחד או אפס, קוד בינארי, בהשוואה למכשירים מבוססי קוואנטום, שמנצלים אותות חשמליים כדי לסמן משהו שניתן להיות אחד ובאותו הזמן ניתן גם להיות אפס. לאות קוואנטום יש הסתברות שהוא יהיה אחד ובאותו הזמן יש גם הסתברות שהוא יהיה אפס, כפי שמדווחים Breakingdefense.com.

לגלות  הסתברויות אלו זהו תהליך איטי ומסובך. חוקרים פחות או יותר יודעים את הנוסחה, אך חסרים להם מספר גורמים, כגון גיל היקום.

המדענים של צבא ארצות הברית בסופו של דבר הצליחו פחות או יותר לפתור את הנוסחה בעזרת מחשב-על ישן של חיל האוויר. השיטה של הצבא לייעל נקודות קוונטיות הינה כ-750 פעמים יותר מהירה מגישות אחרות, אך היא עדיין שגוייה כ-20% מהזמן.

לנקודות קוונטיות יש מגוון רחב של יישומים צבאיים ואזרחיים. הן יכולות לקדם את הפיתוח של פאנלים סולארים, חיישנים ומוצרי חשמל. כמו כן, הטכנולוגיה מסוגלת לשפר את איכות הסריקה של מכונות סריקה סי טי. ישנן אפילו טלוויזיות שניתן לרכוש המנצלות נקודות קוונטיות לטובת תמונה חדה יותר.