Applikazzjoni ta 'Teknoloġija ta' Fotonika ta 'Microwave Quantum

Applikazzjoni ta 'kwantumTeknoloġija tal-fotonika tal-majkrowejv

Sejbien ta 'sinjal dgħajjef
Waħda mill-aktar applikazzjonijiet promettenti tat-teknoloġija tal-fotonika tal-majkrowejv kwantistiku hija l-iskoperta ta 'sinjali ta' microwave / RF estremament dgħajfa. Bl-użu ta 'skoperta ta' fotoni singoli, dawn is-sistemi huma ferm aktar sensittivi mill-metodi tradizzjonali. Pereżempju, ir-riċerkaturi wrew sistema fotonika ta 'microwave kwantistika li tista' tiskopri sinjali baxxi daqs -112.8 dBm mingħajr amplifikazzjoni elettronika. Din is-sensittività ultra-għolja tagħmilha ideali għal applikazzjonijiet bħal komunikazzjonijiet spazjali fil-fond.

Fotonika tal-majkrowejvIpproċessar tas-sinjal
Photonics Quantum Microwave timplimenta wkoll funzjonijiet ta 'proċessar ta' sinjali ta 'bandwidth għolja bħal ċaqliq u filtrazzjoni tal-fażi. Bl-użu ta 'element ottiku dispersiv u l-aġġustament tat-tul ta' mewġa tad-dawl, ir-riċerkaturi wrew il-fatt li l-fażi RF tinbidel sa 8 GHz RF li jiffiltraw bandwidths sa 8 GHz. Importanti, dawn il-karatteristiċi jinkisbu kollha bl-użu ta '3 GHz Electronics, li juri li l-prestazzjoni taqbeż il-limiti tradizzjonali tal-bandwidth

Frekwenza mhux lokali għall-immappjar tal-ħin
Kapaċità interessanti waħda miġjuba minn tqabbil kwantistiku hija l-immappjar ta 'frekwenza mhux lokali għall-ħin. Din it-teknika tista 'tpinġi l-ispettru ta' sors ta 'foton wieħed ippumpjat bil-mewġ kontinwu għal dominju ta' ħin f'post remot. Is-sistema tuża pari ta 'fotoni mħabbla li fihom raġġ wieħed jgħaddi minn filtru spettrali u l-ieħor jgħaddi minn element dispersiv. Minħabba d-dipendenza tal-frekwenza ta 'fotoni mħabbra, il-mod ta' filtrazzjoni spettrali huwa mapep 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 ikkompressat
Quantummacrowave ottikuIt-teknoloġija tipprovdi wkoll metodu ġdid għal sensing ikkompressat ta 'sinjali tal-broadband. Bl-użu ta 'l-addoċċ inerenti fl-iskoperta kwantistika, ir-riċerkaturi wrew sistema ta' sensing ikkompressata kwantistika li kapaċi tirkupra10 GHz RFspettri. Is-sistema timmodula s-sinjal RF għall-istat ta 'polarizzazzjoni tal-foton koerenti. Sejbien ta 'fotoni wieħed imbagħad jipprovdi matriċi naturali ta' kejl każwali għal sensing ikkompressat. B'dan il-mod, is-sinjal tal-broadband jista 'jiġi rrestawrat bir-rata ta' kampjunar tal-ħjut.

Distribuzzjoni taċ-ċavetta kwantistika
Minbarra li ttejjeb applikazzjonijiet fotoniċi tradizzjonali tal-majkrowejv, it-teknoloġija kwantistika tista 'wkoll ittejjeb sistemi ta' komunikazzjoni kwantistika bħal distribuzzjoni ewlenija kwantistika (QKD). Ir-riċerkaturi wrew distribuzzjoni ta 'ċavetta Quantum Multiplex ta' Sottokurier (SCM-QKD) billi multiplexing sub-trasportatur ta 'fotoni microwave fuq sistema ta' distribuzzjoni ta 'ċavetta kwantistika (QKD). Dan jippermetti li ċ-ċwievet quantum indipendenti multipli jiġu trasmessi fuq tul ta 'mewġa waħda ta' dawl, u b'hekk tiżdied l-effiċjenza spettrali.
Il-Figura 2 turi l-kunċett u r-riżultati sperimentali tas-sistema SCM-QKD tal-ġarr doppju:

Għalkemm it-teknoloġija tal-fotonika tal-majkrowejv kwantistiku hija promettenti, għad hemm xi sfidi:
1. Kapaċità limitata f'ħin reali: Is-sistema kurrenti teħtieġ ħafna ħin ta 'akkumulazzjoni biex terġa' tinbena s-sinjal.
2. Diffikultà biex tittratta sinjali ta 'tifqigħ / singoli: In-natura statistika tar-rikostruzzjoni tillimita l-applikabilità tagħha għal sinjali li ma jirrepetux.
3
4. Karatteristiċi tal-apparat: Studju ulterjuri tal-imġieba ta 'apparat fotoniku kwantistiku u microwave f'sistemi kkombinati huwa meħtieġ.
5. Integrazzjoni: Il-biċċa l-kbira tas-sistemi llum jużaw komponenti diskreti goffi.

Biex tindirizza dawn l-isfidi u tavvanza l-qasam, numru ta 'direzzjonijiet ta' riċerka promettenti qed joħorġu:
1. Tiżviluppa metodi ġodda għall-ipproċessar tas-sinjali f'ħin reali u skoperta waħda.
2. Esplora applikazzjonijiet ġodda li jużaw sensittività għolja, bħal kejl tal-mikrosfera likwida.
3. Tsegwi r-realizzazzjoni ta 'fotoni u elettroni integrati biex tnaqqas id-daqs u l-kumplessità.
4
5. Għaqqad it-teknoloġija tal-fotoni tal-majkrowejv kwantistiku ma 'teknoloġiji kwantistiċi emerġenti oħra.