Kwantuminligtingstegnologie is 'n nuwe inligtingstegnologie gebaseer op kwantummeganika, wat die fisiese inligting inKwantumstelsel. Die ontwikkeling en toepassing van kwantuminligtingstegnologie sal ons in die 'kwantumouderdom' bring, en hoër werkdoeltreffendheid, veiliger kommunikasiemetodes en geriefliker en groen leefstyl verwesenlik.
Die doeltreffendheid van kommunikasie tussen kwantumstelsels hang af van hul vermoë om met lig te kommunikeer. Dit is egter baie moeilik om 'n materiaal te vind wat die kwantum -eienskappe van opties ten volle kan benut.
Onlangs het 'n navorsingspan aan die Instituut vir Chemie in Parys en die Karlsruhe Institute of Technology saam die potensiaal getoon van 'n molekulêre kristal gebaseer op seldsame aard -ione (EU³ +) vir toepassings in kwantumstelsels van optiese. Hulle het gevind dat die Ultra-Narrow Line Width-emissie van hierdie EU³ + molekulêre kristal doeltreffende interaksie met lig moontlik maak en 'n belangrike waarde in hetKwantumkommunikasieen kwantumrekenaarkunde.
Figuur 1: Kwantumkommunikasie gebaseer op seldsame aarde europium molekulêre kristalle
Kwantumtoestande kan gesuperponeer word, dus kan kwantuminligting gesuperponeer word. 'N Enkele kwit kan gelyktydig 'n verskeidenheid verskillende toestande tussen 0 en 1 voorstel, waardeur data parallel in groepe verwerk kan word. As gevolg hiervan, sal die rekenaarkrag van kwantumrekenaars eksponensieel toeneem in vergelyking met tradisionele digitale rekenaars. Om berekeningsbewerkings uit te voer, moet die superposisie van qubits egter vir 'n periode geleidelik kan voortduur. In kwantummeganika staan hierdie periode van stabiliteit bekend as die samehangende leeftyd. Die kernspins van komplekse molekules kan superposisie -toestande met lang droë leeftyd bewerkstellig omdat die invloed van die omgewing op kernspins effektief beskerm is.
Skaars aardione en molekulêre kristalle is twee stelsels wat in kwantumtegnologie gebruik is. Skaars aardione het uitstekende optiese en spin -eienskappe, maar dit is moeilik om in te geïntegreerOptiese toestelle. Molekulêre kristalle is makliker om te integreer, maar dit is moeilik om 'n betroubare verband tussen spin en lig te vestig omdat die emissiebande te breed is.
Die seldsame aardmolekulêre kristalle wat in hierdie werk ontwikkel is, kombineer netjies die voordele van albei deurdat EU³ +, onder laser -opwinding, fotone kan uitstraal wat inligting oor kernspin dra. Deur spesifieke lasereksperimente kan 'n doeltreffende optiese/kern -spin -koppelvlak gegenereer word. Op grond hiervan het die navorsers verder besef dat die kern van die draaivlak aangespreek word, samehangende berging van fotone en die uitvoering van die eerste kwantumbewerking.
Vir doeltreffende kwantumrekenaarkunde is meerdere verstrengelde qubits gewoonlik nodig. Die navorsers het getoon dat EU³ + in bogenoemde molekulêre kristalle kwantumverstrengeling deur verdwaalde elektriese veldkoppeling kan bewerkstellig, wat die verwerking van kwantuminligting moontlik maak. Aangesien die molekulêre kristalle veelvuldige seldsame aardione bevat, kan relatief hoë kwitdigthede bereik word.
'N Ander vereiste vir kwantumrekenaarkunde is die aanspreeklikheid van individuele qubits. Die optiese adresseringstegniek in hierdie werk kan die leessnelheid verbeter en die interferensie van die stroombaansein voorkom. In vergelyking met vorige studies, word die optiese samehang van EU³ + molekulêre kristalle wat in hierdie werk gerapporteer is, met ongeveer duisendvoudig verbeter, sodat die kernspin-toestande op 'n spesifieke manier opties gemanipuleer kan word.
Optiese seine is ook geskik vir die verspreiding van kwantuminligting op lang afstande om kwantumrekenaars te koppel vir eksterne kwantumkommunikasie. Verdere oorweging kan gegee word aan die integrasie van nuwe EU³ + molekulêre kristalle in die fotoniese struktuur om die ligsein te verbeter. Hierdie werk gebruik seldsame aardmolekules as die basis vir kwantuminternet, en neem 'n belangrike stap in die rigting van toekomstige kwantumkommunikasie -argitekture.
Postyd: Jan-02-2024