Qu'est-ce que l'électronique Quantum?
Dans le domaine de l’électronique quantique, les scientifiques étudient l’interaction des rayonnements et de la matière au niveau quantique. En utilisant les connaissances de l'électronique et de la physique, les scientifiques dans ce domaine ont réalisé de nombreux progrès en optique et en radio-physique. Des machines telles que l'amplification de la lumière par émission de rayonnement stimulée (laser) et l'amplification par hyperfréquence par l'émission de rayonnement stimulée (maser) sont particulièrement utiles dans le domaine de l'électronique quantique.
Les scientifiques acceptent la théorie quantique comme étant la théorie de base de la physique qui unifie tous les dispositifs physiques. En tant que tel, tout dispositif électronique peut être considéré comme un dispositif électronique quantique. Cependant, la plupart des scientifiques comprennent que les dispositifs électroniques quantiques ne sont que des dispositifs qui stimulent les transitions entre les niveaux d'énergie quantique. Les lasers et les masers sont les principaux dispositifs utilisés en électronique quantique, chacun d'entre eux concentrant l'énergie dans un faisceau étroit et concentré. Les transistors et les supraconducteurs peuvent utiliser les principes de la mécanique quantique, mais ils ne sont généralement pas considérés comme des dispositifs électroniques quantiques.
En électronique quantique, les transitions entre les niveaux d'énergie quantiques sont particulièrement importantes. Les atomes, molécules et autres systèmes quantiques contiennent des particules excitées. Ces systèmes ne peuvent contenir que certaines quantités d’énergie strictement définies. Lorsqu'un système émet un rayonnement électromagnétique, sous forme de lumière ou d'ondes radio, il passe d'un niveau d'énergie supérieur à un niveau inférieur. Les lasers et les masers peuvent être utilisés pour exciter ces atomes ou molécules dans des états d'énergie supérieurs.
Les lasers sont l'un des principaux appareils utilisés en électronique quantique. Ces machines émettent des ondes lumineuses dans un faisceau focalisé dans une plage de rayonnement étroite. Cela rend la lumière émise par un laser monochromatique, alors que la plupart des sources lumineuses émettent plusieurs couleurs de lumière, même si la lumière semble contenir une seule couleur.
Les lasers jouent un rôle important dans la recherche et la résolution de problèmes pratiques. La lumière d'un laser ne diffuse pas de chaleur et manque de charge électrique. Un laser peut fonctionner dans des gaz corrosifs et sous vide. Ils sont utiles pour mesurer la distance avec une grande précision, les communications optiques et la fusion thermonucléaire.
Le maser est un autre outil couramment utilisé en électronique quantique. Ces dispositifs émettent un rayonnement micro-ondes dans un faisceau focalisé. La fréquence de ces micro-ondes est stable et ne se détériore pas aussi facilement que les micro-ondes standard. L’application de cette machine permet aux tours de communication émettant des ondes sonores dans la plage de rayonnement hyperfréquence d’envoyer des informations sur de grandes distances avec une faible distorsion.