Teknoloġija ta 'informazzjoni kwantistika hija teknoloġija ta' informazzjoni ġdida bbażata fuq mekkanika kwantistika, li tikkodifika, tikkalkula u tittrasmetti l-informazzjoni fiżika li tinsab fisistema kwantistika- L-iżvilupp u l-applikazzjoni tat-teknoloġija tal-informazzjoni kwantistika se jdaħħluna fl- "età kwantistika", u nirrealizzaw effiċjenza tax-xogħol ogħla, metodi ta 'komunikazzjoni aktar siguri u stil ta' ħajja aktar konvenjenti u aħdar.
L-effiċjenza tal-komunikazzjoni bejn is-sistemi kwantistiċi tiddependi fuq il-kapaċità tagħhom li jinteraġixxu mad-dawl. Madankollu, huwa diffiċli ħafna li ssib materjal li jista 'jieħu vantaġġ sħiħ mill-proprjetajiet kwantistiċi ta' ottika.
Riċentement, tim ta 'riċerka fl-Istitut tal-Kimika f'Pariġi u l-Istitut tat-Teknoloġija Karlsruhe flimkien wera l-potenzjal ta' kristall molekulari bbażat fuq joni rari tad-Dinja Europium (EU³ +) għal applikazzjonijiet f'sistemi kwantistiċi ta 'ottiċi. Huma sabu li l-emissjoni tal-wisa 'tal-linja ultra-narriera ta' dan il-kristall molekulari eu³ + tippermetti interazzjoni effiċjenti mad-dawl u għandha valur importanti fihKomunikazzjoni kwantistikau komputazzjoni kwantistika.
Figura 1: Komunikazzjoni kwantistika bbażata fuq kristalli molekulari rari tad-dinja
L-istati kwantistiċi jistgħu jiġu sovrapposti, u għalhekk l-informazzjoni kwantistika tista 'tkun sovrapposta. Qubit wieħed jista 'fl-istess ħin jirrappreżenta varjetà ta' stati differenti bejn 0 u 1, li jippermetti li d-dejta tiġi pproċessata b'mod parallel f'lottijiet. Bħala riżultat, il-qawwa tal-komputazzjoni tal-kompjuters kwantistiċi se tiżdied b'mod esponenzjali meta mqabbel ma 'kompjuters diġitali tradizzjonali. Madankollu, sabiex iwettqu operazzjonijiet tal-komputazzjoni, is-superpożizzjoni tal-qubits trid tkun tista 'tippersisti b'mod kostanti għal perjodu ta' żmien. Fil-mekkanika kwantistika, dan il-perjodu ta 'stabbiltà huwa magħruf bħala l-ħajja ta' koerenza. L-ispins nukleari ta 'molekuli kumplessi jistgħu jiksbu stati ta' superpożizzjoni b'ħajjithom niexfa twal minħabba li l-influwenza ta 'l-ambjent fuq spins nukleari hija effettivament protetta.
Joni rari tad-dinja u kristalli molekulari huma żewġ sistemi li ntużaw fit-teknoloġija kwantistika. Il-joni tad-dinja rari għandhom proprjetajiet ottiċi u spin eċċellenti, iżda huma diffiċli biex jiġu integrati fihomApparat ottiku- Kristalli molekulari huma aktar faċli biex jiġu integrati, iżda huwa diffiċli li tiġi stabbilita konnessjoni affidabbli bejn spin u dawl minħabba li l-faxex ta 'emissjoni huma wiesgħa wisq.
Il-kristalli molekulari tad-dinja rari żviluppati f'dan ix-xogħol jgħaqqdu sewwa l-vantaġġi tat-tnejn li huma, taħt l-eċċitazzjoni bil-lejżer, l-EU³ + jistgħu jarmu fotoni li jġorru informazzjoni dwar l-ispin nukleari. Permezz ta 'esperimenti speċifiċi bil-lejżer, tista' tiġi ġġenerata interface spin ottiku / nukleari effiċjenti. Fuq din il-bażi, ir-riċerkaturi rrealizzaw aktar l-indirizzar tal-livell spin nukleari, il-ħażna koerenti tal-fotoni, u l-eżekuzzjoni tal-ewwel operazzjoni kwantistika.
Għal kompjuters kwantistiċi effiċjenti, huma ġeneralment meħtieġa qubits imqabbda multipli. Ir-riċerkaturi wrew li l-EU³ + fil-kristalli molekulari ta 'hawn fuq jistgħu jiksbu tqabbil kwantistiku permezz ta' akkoppjar ta 'kamp elettriku mitluq, u b'hekk jippermetti l-ipproċessar ta' informazzjoni kwantistika. Minħabba li l-kristalli molekulari fihom joni ta 'l-art rari multipli, jistgħu jinkisbu densitajiet ta' qubit relattivament għoljin.
Rekwiżit ieħor għall-komputazzjoni kwantistika huwa l-indirizzabilità ta 'qubits individwali. It-teknika ta 'indirizzar ottiku f'dan ix-xogħol tista' ttejjeb il-veloċità tal-qari u tevita l-interferenza tas-sinjal taċ-ċirkwit. Meta mqabbel ma 'studji preċedenti, il-koerenza ottika ta' kristalli molekulari EU³ + irrappurtati f'dan ix-xogħol hija mtejba b'madwar elf darbiet, sabiex l-istati spin nukleari jkunu jistgħu jiġu mmanipulati b'mod ottiku b'mod speċifiku.
Is-sinjali ottiċi huma wkoll adattati għal distribuzzjoni ta 'informazzjoni kwantistika fuq distanza twila biex jgħaqqdu kompjuters kwantistiċi għal komunikazzjoni kwantistika remota. Tista 'tingħata aktar konsiderazzjoni għall-integrazzjoni ta' kristalli molekulari EU³ + ġodda fl-istruttura fotonika biex itejbu s-sinjal luminuż. Dan ix-xogħol juża molekuli rari tad-dinja bħala l-bażi għall-internet kwantistiku, u jieħu pass importanti lejn arkitetturi ta 'komunikazzjoni quantum futuri.
Ħin ta 'wara: Jan-02-2024