Applikazzjoni tat-teknoloġija quantum microwave fotonika

Applikazzjoni ta' quantumteknoloġija fotonika microwave

Sejbien ta 'sinjal dgħajjef
Waħda mill-applikazzjonijiet l-aktar promettenti tat-teknoloġija quantum microwave fotonika hija l-iskoperta ta 'sinjali microwave/RF estremament dgħajfa. Bl-użu ta 'skoperta ta' foton wieħed, dawn is-sistemi huma ferm aktar sensittivi minn metodi tradizzjonali. Pereżempju, ir-riċerkaturi wrew sistema fotonika quantum microwave li tista 'tiskopri sinjali baxxi daqs -112.8 dBm mingħajr ebda amplifikazzjoni elettronika. Din is-sensittività ultra-għolja tagħmilha ideali għal applikazzjonijiet bħal komunikazzjonijiet fl-ispazju profond.

Fotonika microwaveipproċessar tas-sinjali
Il-fotonika tal-microwave quantum timplimenta wkoll funzjonijiet ta 'pproċessar tas-sinjali b'wisa' ta' frekwenza għolja bħal bidla fil-fażi u filtrazzjoni. Bl-użu ta 'element ottiku dispersiv u l-aġġustament tal-wavelength tad-dawl, ir-riċerkaturi wrew il-fatt li l-fażi RF bidliet sa 8 GHz RF iffiltrar bandwidths sa 8 GHz. Importanti, dawn il-karatteristiċi huma kollha miksuba bl-użu ta 'elettronika ta' 3 GHz, li turi li l-prestazzjoni taqbeż il-limiti tradizzjonali tal-bandwidth

Frekwenza mhux lokali għall-immappjar tal-ħin
Kapaċità waħda interessanti miġjuba minn taħbil kwantiku hija l-immappjar ta 'frekwenza mhux lokali għal żmien. Din it-teknika tista 'mappa l-ispettru ta' sors ta 'foton wieħed ippumpjat b'mewġ kontinwu għal dominju tal-ħin f'post remot. Is-sistema tuża pari fotoni mħabblin li fihom raġġ wieħed jgħaddi minn filtru spettrali u l-ieħor jgħaddi minn element dispersiv. Minħabba d-dipendenza fuq il-frekwenza ta 'fotoni mħabblin, il-mod ta' filtrazzjoni spettrali huwa mmappjat mhux lokalment għad-dominju tal-ħin.
Il-Figura 1 turi dan il-kunċett:

Dan il-metodu jista 'jikseb kejl spettrali flessibbli mingħajr ma jimmanipula direttament is-sors tad-dawl imkejjel.

Sensing kompressat
Quantummicrowave ottiċiit-teknoloġija tipprovdi wkoll metodu ġdid għal sensing kompressat ta 'sinjali broadband. Bl-użu ta' l-addoċċ inerenti fis-sejbien tal-kwantum, ir-riċerkaturi wrew sistema ta' sensing kompressata quantum kapaċi tirkupra10 GHz RFspettri. Is-sistema timmodula s-sinjal RF għall-istat ta 'polarizzazzjoni tal-foton koerenti. Sejbien ta 'foton wieħed imbagħad jipprovdi matriċi ta' kejl każwali naturali għal sensing kompressat. B'dan il-mod, is-sinjal tal-broadband jista 'jiġi restawrat bir-rata ta' kampjunar ta 'Yarnyquist.

Distribuzzjoni taċ-ċavetta kwantika
Minbarra li ttejjeb l-applikazzjonijiet fotoniċi tradizzjonali tal-microwave, it-teknoloġija kwantistika tista 'wkoll ittejjeb is-sistemi ta' komunikazzjoni kwantistika bħad-distribuzzjoni taċ-ċavetta kwantistika (QKD). Ir-riċerkaturi wrew subcarrier multiplex quantum key distribution (SCM-QKD) billi multiplexing microwave photons subcarrier fuq sistema ta 'distribuzzjoni quantum key (QKD). Dan jippermetti ċwievet quantum indipendenti multipli li jiġu trażmessi fuq wavelength wieħed ta 'dawl, u b'hekk tiżdied l-effiċjenza spettrali.
Il-Figura 2 turi l-kunċett u r-riżultati sperimentali tas-sistema SCM-QKD bi trasportatur doppju:

Għalkemm it-teknoloġija quantum microwave fotonika hija promettenti, għad hemm xi sfidi:
1. Kapaċità limitata f'ħin reali: Is-sistema attwali teħtieġ ħafna ħin ta 'akkumulazzjoni biex tibni mill-ġdid is-sinjal.
2. Diffikultà biex tittratta sinjali tat-tifqigħ/singoli: In-natura statistika tar-rikostruzzjoni tillimita l-applikabilità tagħha għal sinjali li ma jirrepetux.
3. Ikkonverti f'forma ta' mewġ microwave reali: Passi addizzjonali huma meħtieġa biex l-istogramma rikostruwit tiġi kkonvertita f'forma ta 'mewġ li tista' tintuża.
4. Karatteristiċi tal-apparat: Huwa meħtieġ aktar studju tal-imġiba tal-apparat fotoniku quantum u microwave f'sistemi kkombinati.
5. Integrazzjoni: Ħafna sistemi llum jużaw komponenti diskreti goffi.

Biex jindirizzaw dawn l-isfidi u javvanzaw il-qasam, qed jitfaċċaw għadd ta’ direzzjonijiet ta’ riċerka promettenti:
1. Żviluppa metodi ġodda għall-ipproċessar tas-sinjali f'ħin reali u skoperta waħda.
2. Esplora applikazzjonijiet ġodda li jużaw sensittività għolja, bħall-kejl tal-mikrosfera likwida.
3. Issegwi r-realizzazzjoni ta 'fotoni u elettroni integrati biex tnaqqas id-daqs u l-kumplessità.
4. Studja l-interazzjoni mtejba tad-dawl-materja f'ċirkwiti fotoniċi tal-microwave quantum integrati.
5. Għaqqad it-teknoloġija quantum microwave photon ma 'teknoloġiji quantum emerġenti oħra.