Квантовые усилители и их применение в космических исследованиях

Александр Михайлович Чеботарев, Радионов Александр Андреевич, Тлячев Тимур Вячеславович

Юрий Иванович Воронцов

Камиль Ахметович Валиев

L.S. Kornienko, V. B. Shteinshleiger

19ΎΗ г.Октябрь Том 126, вып. 2 УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ Η АУ К НОВЫЕ ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ «21.378.365КВАНТОВЫЕ УСИЛИТЕЛИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ Л. С. Корниенко, В. Б. Штейншлейгер СОДЕРЖАНИЕ 1. Введение 287 2. Парамагнитные кристаллы для квантовых усилителей 289 3. Устройство и характеристики современных квантовых усилителей 294 4. Применение квантовых усилителей 300 Цитированная литература 307 1. ВВЕДЕНИЕ Повышение чувствительности радиоприема всегда являлось одной из основных проблем радиоэлектроники.Острота и актуальность этой проблемы заметно возросла в 60-х годах в связи с началом активного изучения и освоения космического пространства.В то время в диапазоне микроволн *) -основном диапазоне волн для исследования космического пространства радиометодами -наилучшими по шумовым характеристикам входными радиоприемными устройствами считались кристаллические полупроводниковые смесители с шумовой температурой**) 1000 -2000 °К.Впоследствии благодаря разработке ряда новых входных малошумящих устройств (электронных микроволновых усилителей; параметрических, туннельных, транзисторных усилителей; квантовых усилителей), шумовую температуру радиоприемников в диапазоне микроволн удалось существенно снизить.Среди малошумящих устройств в микроволновом диапазоне квантовые усилители или, как их часто называют, мазеры, занимают особое место: они имеют наименьшие собственные шумы и являются своеобразным эталоном, степенью приближения к которому можно характеризовать шумовые устройства других типов малошумящих устройств.ШЩ^Шумовая температура квантовых усилителей чрезвычайно мала -•всего около 10 °К.Поэтому они применяются в тех случаях, когда главным требованием, предъявляемым к радиоприемной системе, является обеспечение предельно малой шумовой температуры.Именно к такого рода системам относятся наземные радиоприемные •системы дальней космической связи (ДКС) и ряд радиоастрономических *) К диапазону микроволн принято относить дециметровые, сантиметровые и миллиметровые длины волн.**) Шумовые свойства приемного устройства принято характеризовать шумовой температурой Т. Это есть измеренная в градусах Кельвина температура абсолютно черного тела -эквивалента антенны, тепловое излучение которого создает в приемнике шумы, равные по интенсивности собственным шумам последнего.

Г.М. Заславский

Университет Аль-Нур, Alaa Salim Abdalrazzaq, Амир Бадр Худхаир +7 more

Исследуется роль квантовых вычислений в исследованиях в области медицинской физики с упором на их потенциал для повышения эффективности и точности вычислений и разработки новых подходов к лечению. Проведен тщательный анализ литературы последних достижений в области квантовых вычислений и их применения в медицинской физике. Тематические исследования рассмотрены для демонстрации практического применения и возможных преимуществ. Теоретические модели протестированы для прогнозирования будущего развития. Статистические данные о реализации квантовых вычислений собраны из многих источников, особенно об улучшении скорости и точности обработки в приложениях медицинской физики. Результаты показывают, что квантовые вычисления могут значительно повысить скорость обработки сложных методов моделирования и визуализации, при этом некоторые квантовые алгоритмы превосходят классические алгоритмы до 100 раз. Статистические результаты подтверждают перспективность квантовых вычислений. При планировании лучевой терапии квантовые вычисления продемонстрировали повышение точности расчета распределения дозы на 25%. Квантовые алгоритмы сократили время вычислений при молекулярном моделировании примерно на 40%, потенциально ускоряя разработку лекарств и индивидуальную терапию на 30%. Квантовые вычисления могут изменить медицинскую физику за счет увеличения вычислительных мощностей, что может привести к прогрессу в диагностике, планировании лечения и разработке лекарств.