Des chercheurs du National Institute of Standards and Technology (NIST) ont adapté leur récepteur radio atomique pour détecter et afficher la télévision couleur en direct et les jeux vidéo.

Les systèmes de communication à base d'atomes présentent un intérêt pratique car ils pourraient être physiquement plus petits et plus tolérants aux environnements bruyants que l'électronique conventionnelle. L'ajout d'une capacité vidéo pourrait améliorer les systèmes radio, par exemple dans des endroits éloignés ou des situations d'urgence.

Le récepteur du NIST utilise des atomes préparés dans des états "Rydberg" à haute énergie, qui sont exceptionnellement sensibles aux champs électromagnétiques, y compris les signaux radio. Ces capteurs permettent également des mesures de puissance de signal liées au système international d'unités (SI). Les derniers travaux, décrits dans AVS Quantum Science , est le premier à démontrer la réception vidéo.

"Nous avons compris comment diffuser et recevoir des vidéos via les capteurs atomiques de Rydberg", a déclaré le chef de projet Chris Holloway. "Maintenant, nous faisons du streaming vidéo et des jeux quantiques, des jeux vidéo en streaming à travers les atomes. Nous avons essentiellement encodé le jeu vidéo sur un signal et l'avons détecté avec les atomes. La sortie est directement transmise au téléviseur."

Les chercheurs utilisent deux lasers de couleurs différentes pour préparer des atomes de rubidium gazeux dans les états de Rydberg dans un récipient en verre. L'équipe a précédemment utilisé la configuration avec des atomes de césium pour démontrer le récepteur radio de base et un appareil "casque" pour augmenter la sensibilité au centuple.

Pour se préparer à recevoir la vidéo, un signal radio stable est appliqué au récipient en verre rempli d'atomes. L'équipe peut détecter les changements d'énergie dans les atomes de Rydberg qui modulent ce signal porteur. La sortie modulée est ensuite transmise à un téléviseur. Un convertisseur analogique-numérique transforme le signal en un format de réseau graphique vidéo pour l'affichage.

Pour afficher un signal vidéo en direct ou un jeu vidéo, cette entrée est envoyée à partir d'une caméra vidéo pour moduler le signal porteur d'origine, qui est ensuite transmis à une antenne cornet dirigeant la transmission vers les atomes. Les chercheurs utilisent le signal porteur d'origine comme référence et le comparent à la sortie vidéo finale détectée à travers les atomes pour évaluer le système.

Les chercheurs ont étudié les tailles, les puissances et les méthodes de détection des faisceaux laser nécessaires pour que les atomes reçoivent la vidéo au format de définition standard. La taille du faisceau affecte le temps moyen pendant lequel les atomes restent dans la zone d'interaction laser. Ce temps est inversement proportionnel à la bande passante du récepteur; c'est-à-dire qu'un temps plus court et un faisceau plus petit produisent plus de données. En effet, les atomes entrent et sortent de la zone d'interaction, de sorte que des zones plus petites entraînent un "taux de rafraîchissement" du signal plus élevé et une meilleure résolution.

Les chercheurs ont découvert que les petits diamètres de faisceau (moins de 100 micromètres) pour les deux lasers entraînaient des réponses et une réception des couleurs beaucoup plus rapides. Le système a atteint un débit de données de l'ordre de 100 mégabits par seconde, considéré comme une excellente vitesse pour les jeux vidéo et l'internet domestique. Des recherches sont en cours pour augmenter la bande passante et les débits de données du système. + Explorer plus loin

Les "casques" personnalisés multiplient par 100 la réception radio atomique