🔬

quantum-sensor-simulator

An interactive simulator that demonstrates how quantum sensors exploit quantum mechanical properties like superposition and entanglement to achieve measurements far beyond the limits of classical sensors. Users can explore SQUID magnetometers, nitrogen-vacancy (NV) center diamond sensors, and atomic clocks, comparing their sensitivities and applications in real-time.

🔬 अभी आज़माएं

यह क्या है?

🎯 सिम्युलेटर टिप्स

📚 शब्दावली

Qubit
क्वांटम सूचना की मूल इकाई, शास्त्रीय बिट के अनुरूप लेकिन एक साथ 0 और 1 के सुपरपोजिशन में मौजूद रहने में सक्षम।
Superposition
एक मौलिक क्वांटम सिद्धांत जहां एक क्वांटम प्रणाली मापे जाने तक एक साथ कई राज्यों में मौजूद होती है, जो क्वांटम सेंसर को एक साथ कई मूल्यों की जांच करने में सक्षम बनाती है।
Entanglement
दो या दो से अधिक कणों के बीच एक क्वांटम सहसंबंध जहां एक को मापने से दूरी की परवाह किए बिना तुरंत दूसरे की स्थिति निर्धारित होती है, जिससे माप सटीकता में वृद्धि होती है।
Decoherence
पर्यावरण के साथ बातचीत के कारण क्वांटम व्यवहार का नुकसान, जो क्वांटम सेंसर की संवेदनशीलता लाभ को कम करता है और माप समय को सीमित करता है।
SQUID
सुपरकंडक्टिंग क्वांटम इंटरफेरेंस डिवाइस - एक अत्यंत संवेदनशील मैग्नेटोमीटर जो छोटे चुंबकीय प्रवाह परिवर्तनों का पता लगाने के लिए सुपरकंडक्टिंग लूप में जोसेफसन जंक्शनों का उपयोग करता है।
NV Center
नाइट्रोजन-रिक्ति केंद्र - हीरे में एक बिंदु दोष जिसमें जाली रिक्ति के बगल में नाइट्रोजन परमाणु होता है, जिसकी स्पिन स्थिति चुंबकीय क्षेत्र, तापमान और तनाव के प्रति संवेदनशील होती है।
Josephson Junction
दो सुपरकंडक्टर्स के बीच एक पतला इंसुलेटिंग बैरियर जिसके माध्यम से कूपर जोड़े सुरंग बना सकते हैं, जो स्क्विड सेंसर और अन्य सुपरकंडक्टिंग क्वांटम उपकरणों का आधार बनाते हैं।
Heisenberg Limit
माप परिशुद्धता पर मौलिक क्वांटम सीमा, 1/एन के रूप में स्केलिंग जहां एन उपयोग किए गए क्वांटम संसाधनों की संख्या है, जो उलझाव के माध्यम से प्राप्त की जा सकती है।
Shot Noise Limit
कणों (फोटॉनों, परमाणुओं) की अलग-अलग प्रकृति से उत्पन्न होने वाली माप परिशुद्धता पर शास्त्रीय सीमा, 1/sqrt(N) के रूप में स्केलिंग।
Femtotesla
10^-15 टेस्ला के बराबर चुंबकीय क्षेत्र की ताकत की एक इकाई, मोटे तौर पर मस्तिष्क तंत्रिका गतिविधि द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र का पैमाना।
Magnetoencephalography
एक न्यूरोइमेजिंग तकनीक जो आमतौर पर स्क्विड सेंसर का उपयोग करके मस्तिष्क में विद्युत गतिविधि द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र को मापती है।
Coherence Time
वह अवधि जिसके दौरान एक क्वांटम प्रणाली अपने क्वांटम गुणों को बनाए रखती है, इससे पहले कि विघटन उन्हें नष्ट कर दे, क्वांटम सेंसर प्रदर्शन के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।
Ramsey Interferometry
एक दोलन क्षेत्र के साथ दो अलग-अलग इंटरैक्शन का उपयोग करके सटीक आवृत्ति और चरण माप के लिए एक तकनीक, व्यापक रूप से परमाणु घड़ियों और क्वांटम सेंसर में उपयोग की जाती है।
Optical Lattice Clock
एक परमाणु घड़ी जो लेजर प्रकाश की खड़ी तरंग में परमाणुओं को फंसाती है और एक ऑप्टिकल संक्रमण की जांच करती है, जिससे अभूतपूर्व टाइमकीपिंग सटीकता प्राप्त होती है।
Quantum Squeezing
एक तकनीक जो संयुग्म चर में बढ़े हुए शोर की कीमत पर मानक क्वांटम सीमा से नीचे एक माप चर में शोर को कम करती है, सेंसर संवेदनशीलता को बढ़ाती है।
Zeeman Effect
बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में परमाणु ऊर्जा स्तरों का विभाजन, अत्यधिक सटीकता के साथ चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को मापने के लिए क्वांटम मैग्नेटोमीटर द्वारा शोषण किया जाता है।
Spin-Echo
एक पल्स अनुक्रम तकनीक जो क्वांटम स्पिन के डिफेसिंग को उलट देती है, प्रभावी सुसंगतता समय को बढ़ाती है और एनवी केंद्र और परमाणु मैग्नेटोमीटर की संवेदनशीलता में सुधार करती है।
Quantum Fisher Information
जानकारी का एक माप जो एक क्वांटम राज्य एक अज्ञात पैरामीटर के बारे में रखता है, जो किसी भी क्वांटम अनुमान रणनीति द्वारा प्राप्त माप परिशुद्धता पर अंतिम सीमा निर्धारित करता है।
Atom Interferometry
एक तकनीक जो गुरुत्वाकर्षण, घूर्णन और त्वरण की सटीक माप करने के लिए परमाणुओं की तरंग जैसी गुणों का उपयोग करती है, जो क्वांटम ग्रेविमीटर और जाइरोस्कोप का आधार बनती है।
Magnetic Flux Quantum
चुंबकीय प्रवाह की परिमाणित इकाई (Phi_0 = h/2e ≈ 2.07 x 10^-15 Wb), सुपरकंडक्टिंग लूप में फ्लक्स परिमाणीकरण के माध्यम से SQUID सेंसर द्वारा मापी गई मौलिक मात्रा।
Dynamic Decoupling
पल्स अनुक्रमों का एक परिवार क्वांटम सेंसर पर लागू होता है जो पर्यावरणीय शोर को दबाता है और सुसंगतता के समय को बढ़ाता है, जिससे वास्तविक दुनिया की स्थितियों में माप संवेदनशीलता में नाटकीय रूप से सुधार होता है।
Quantum Gravimeter
एक उपकरण जो अत्यधिक सटीकता के साथ गुरुत्वाकर्षण त्वरण को मापने के लिए परमाणु इंटरफेरोमेट्री या अन्य क्वांटम तकनीकों का उपयोग करता है, भूमिगत मानचित्रण और भूगणित के लिए उपयोगी है।
Standard Quantum Limit
असंबद्ध (शास्त्रीय) क्वांटम संसाधनों का उपयोग करके माप के लिए मौलिक परिशुद्धता सीमा, एन कणों के लिए 1/वर्ग(एन) के रूप में शॉट शोर स्केलिंग के अनुरूप है।
Quantum Illumination
उच्च-शोर वाले वातावरण में लक्ष्य का पता लगाने के लिए उलझे हुए फोटॉन का उपयोग करने वाला एक सेंसिंग प्रोटोकॉल, कम-सिग्नल शासन में शास्त्रीय तरीकों पर 6 डीबी तक का लाभ प्राप्त करता है।
Magnetocardiography
एक गैर-आक्रामक तकनीक जो SQUID या ऑप्टिकली पंप किए गए मैग्नेटोमीटर सेंसर का उपयोग करके हृदय में विद्युत गतिविधि द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र को मापती है।
Magic Wavelength
एक विशिष्ट लेजर तरंग दैर्ध्य जिस पर घड़ी के संक्रमण पर अंतर प्रकाश बदलाव गायब हो जाता है, जिससे ऑप्टिकल जाली घड़ियों में गड़बड़ी-मुक्त ट्रैपिंग सक्षम हो जाती है, जिसका आविष्कार हिडेटोशी कटोरी ने किया था।

🏆 प्रमुख व्यक्ति

David Wineland (2012 (Nobel Prize))

क्वांटम जानकारी और सटीक स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए अग्रणी आयन ट्रैप तकनीक, अल्ट्रा-सटीक क्वांटम सेंसर को सक्षम करती है। फंसे हुए आयनों पर उनके काम से सबसे सटीक परमाणु घड़ियों का विकास हुआ। भौतिकी में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया।

Mikhail Lukin (2008-present)

हार्वर्ड विश्वविद्यालय में क्वांटम सेंसिंग और क्वांटम सूचना प्रसंस्करण के लिए हीरे में नाइट्रोजन-रिक्ति केंद्रों पर अभूतपूर्व अनुसंधान का नेतृत्व किया, नैनोस्केल चुंबकीय क्षेत्र इमेजिंग और क्वांटम नेटवर्क का प्रदर्शन किया।

Jun Ye (2006-present)

JILA/NIST में ऑप्टिकल जाली घड़ियाँ विकसित की गईं जो अब तक निर्मित सबसे सटीक टाइमकीपिंग डिवाइस हैं, जो सेंटीमीटर ऊंचाई के अंतर पर गुरुत्वाकर्षण समय फैलाव का पता लगाने में सक्षम हैं।

Jorg Wrachtrup (1997)

नैनोस्केल पर चुंबकीय अनुनाद का पता लगाने के लिए हीरे में एकल एनवी केंद्रों के उपयोग की शुरुआत की, जिससे हीरे की क्वांटम सेंसिंग का क्षेत्र स्थापित हुआ।

John Clarke (1960s-2000s)

यूसी बर्कले में चार दशकों में स्क्विड सेंसर तकनीक और बायोमैग्नेटिज्म, भूभौतिकी और मौलिक भौतिकी प्रयोगों में इसके अनुप्रयोगों में मौलिक योगदान दिया।

Hidetoshi Katori (2001)

जादुई तरंग दैर्ध्य का उपयोग करके ऑप्टिकल जाली घड़ियों की अवधारणा का आविष्कार किया गया, जो प्रकाश-शिफ्ट गड़बड़ी को खत्म करती है और अगली पीढ़ी के टाइमकीपिंग को सक्षम करती है।

🎓 शिक्षण संसाधन

💬 शिक्षार्थियों के लिए संदेश

{'encouragement': "Quantum sensing may sound complex, but at its heart it is about using nature's most fundamental rules to measure the world with incredible precision. Every expert started as a curious beginner, and your journey into quantum sensing begins right here.", 'reminder': 'Remember that the quantum revolution is not just about computers -- quantum sensors are already saving lives through better medical imaging and will transform navigation, geology, and fundamental science in the coming decades.', 'action': 'Experiment with the simulator! Try comparing SQUID, NV center, and atomic clock sensors. Change the noise levels and see how quantum enhancement makes a difference. The best way to learn quantum physics is by playing with it.', 'dream': 'We dream of a world where quantum sensing technology is accessible to hospitals in rural Africa, research stations in the Arctic, and schools in every village -- where the power of precision measurement serves all of humanity equally.', 'wiaVision': 'WIA Book believes that the most advanced science should be the most freely shared. Through free, interactive simulators in 206 languages, we work to ensure that no learner is left behind on the quantum frontier.'}

शुरू करें

मुफ़्त, साइनअप नहीं

शुरू करें →